一种控制由膜生物反应器混合液造成的严重膜污染的方法 【技术领域】
本发明涉及一种控制由膜生物反应器混合液造成的严重膜污染的方法，属于水和废水处理技术领域。
背景技术
随着社会经济的发展和人口的增长，水资源紧缺已经成为一个全球普遍关注的问题。而我国的缺水形势尤其严峻，全国人均水资源占有量仅为世界平均水平的四分之一，同时，严重的水污染问题又加剧了水资源的紧缺。目前，水资源紧缺是制约我国可持续发展的瓶颈。因此，开发新型高效的污水处理工艺，推动污水处理与回用，是目前水处理工作者面临的紧迫任务。
膜-生物反应器在污水处理与回用中是极具竞争力的处理工艺。它是一种集生物处理和膜技术为一体的高效污水处理技术，通过膜截留微生物，实现水力停留时间和污泥龄的分离。与传统污水生物处理工艺相比，它具有出水水质好、占地面积小、活性污泥浓度高、剩余污泥产量低和便于自控等优点，因此得到了越来越广泛的推广和应用。
膜污染是制约膜生物反应器实际应用的瓶颈，膜污染会降低膜的产水量，增加运行能耗，同时会影响膜的稳定运行，并增加膜的更换频率。除膜材料、运行操作条件之外，混合液性质是影响膜污染的重要因素。在实际工程中，由于混合液的性质改变而造成严重膜污染，影响出水水质和工程正常运行的突发事件时有发生，而目前尚没有一种可以预防这类突发事件的有效方法。因此，如何快速预警这类突发事件并及时控制严重膜污染的发生是目前膜生物反应器实际工程中亟待解决的问题。
【发明内容】
本发明的目的是为膜生物反应器工程提供了一种控制由混合液性质造成的严重膜污染的方法，以有效预防由于进水水质突变，水温骤变等原因引起的混合液性质改变造成的膜污染急剧增加的突发事件的发生。
本发明提供的技术方案如下：
一种控制由膜生物反应器混合液造成的严重膜污染的方法，包括如下步骤：
1)在工程现场通过监测混合液滤纸过滤性(缩写为Vf)指标进行预警，预警值采用15～20ml；
2)当现场混合液滤纸过滤性高于预警值时表示混合液性质正常，当低于预警值时，按如下步骤进行混合液调控：
a.首先选取几种常用的调控剂产品，其中包括有机絮凝剂、无机絮凝剂、氧化剂和吸附剂；
b.取膜生物反应器膜池混合液样品，投加不同剂量调控剂，测定原始混合液和调控后混合液的滤纸过滤性，建立混合液滤纸过滤性随投加量增加的变化曲线，确定最佳投加量，对不能使混合液的滤纸过滤性升高的调控剂直接筛除掉，得到初筛后的至少一种调控剂；
c.再次取膜生物反应器膜池混合液样品，分别以最佳投加量投加初筛后的调控剂，测定原始混合液和调控后混合液的膜过滤性，综合考虑调控剂对混合液滤纸过滤性和膜过滤性的改善情况，以及调控剂的价格成本，选取最佳调控剂，以该最佳调控剂的最佳投加量用于现场调控。
本发明提供的方法，可有效预防由于进水水质突变，水温骤变等原因引起的混合液性质改变造成的膜污染急剧增加的突发事件的发生，为保证工程出水水质，保障工程稳定运行提供了一种快速有效的方法。
【附图说明】
图1为本发明提供的预防严重膜污染的方法工艺流程示意图。
图2为测定混合液滤纸过滤性所用滤纸的折法示意图。
图3为某污水处理厂混合液过滤性监测数据。
图4为某污水处理厂实际在线膜污染数据。
图5为混合液经不同调控剂调控后膜过滤性测定结果。
【具体实施方式】
在膜生物反应器工程现场，监测混合液滤纸过滤性指标对混合液造成的膜污染进行预警，滤纸过滤性地测定可采用如下方法：取50ml混合液样品倒入装有直径为15cm的中速定性滤纸的玻璃漏斗，漏斗直径为8cm，滤纸的折法如图1所示，读取5分钟时滤过液的体积毫升数，即为该混合液的滤纸过滤性。当混合液滤纸过滤性低于预警值15～20ml以下时，说明混合液过滤性变差，需要引起注意并采取一定调控措施控制严重膜污染的发生。
首先对调控剂进行初步筛选，选取几种不同类型的混合液调控剂，如无机絮凝剂(包括PAC、PFS等)，有机絮凝剂，活性炭吸附剂，氧化剂(如臭氧)或其他新型的调控剂。然后取混合液样品投加调控剂，曝气使其充分反应后，测定原始混合液和调控后混合液的滤纸过滤性，建立混合液滤纸过滤性随投加量增加的变化曲线，得到最佳投加量。不能使混合液的滤纸过滤性升高的调控剂为无效调控剂，直接筛除掉，得到有效的至少一种调控剂及其最佳投加量，之后再取膜生物反应器工程混合液样品，投加初筛后的调控剂，投加量取最佳投加量，曝气充分反应后，测定原始混合液和调控后混合液的膜过滤性。综合考虑调控剂对混合液滤纸过滤性和膜过滤性的改善情况，比较调控剂的价格成本等因素，在有效调控剂中筛选出最佳调控剂。将筛选出的最佳有效调控剂用于工程现场进行调控。经调控剂调控后，当工程现场的混合液滤纸过滤性高于20ml以上，表示混合液恢复正常，严重膜污染得到有效的预防控制，混合液调控结束。
实施例：
本实施例发生在北京某污水处理厂，对该膜生物反应器工程混合液的滤纸过滤性和在线膜污染数据进行长期的实时监控，数据结果如图2和图3所示。09年11月初，混合液滤纸过滤性指标值显示低于预警值15～20ml以下，表示混合液过滤性变差，需要进行调控。首先，我们选择了几种常用的调控剂，包括无机絮凝剂PAC、某多功能有机絮凝剂、吸附剂活性炭；然后取混合液样品，确定每种调控剂的最佳投加量，PAC分别选取了100mg/L、200mg/L、300mg/L、400mg/L、500mg/L五个投加量对混合液进行调控，测定调控后的混合液滤纸过滤性，当PAC投加量为300mg/L混合液时，混合液的滤纸过滤性最好，为最佳投加量。同时确定了多功能有机絮凝剂和活性炭的最佳投加量，分别为5mg/L和1g/L。然后再取混合液样品，将三种调控剂以最佳投加量进行调控，测定调控后的混合液样品的膜过滤性，膜过滤性测定装置采用恒压操作，电子天平连接计算机用以记录单位时间内透过膜的滤过液的质量，以10分钟内的膜污染上升速率(TMP/通量随时间变化的直线的斜率)来表征混合液的膜过滤性。斜率越小，表示混合液的膜过滤性越好，调控剂的效果越好。测定结果如图5所示，结果显示加调控剂PAC的混合液膜过滤性改善明显，膜污染上升斜率最小，调控效果最佳，为最佳调控剂。在工程现场用PAC进行混合液调控，从图3，图4的现场数据结果可以看出，混合液经PAC调控后，预警指标由之前的10～20ml之间升至20ml以上，同时实际的在线膜污染(TMP/通量值)也控制至1kPa/LMH以下，严重膜污染得到有效的预防及控制。