一种减缓次氯酸钠原位膜清洗对活性污泥冲击的方法，包括以下4个步骤：将粉末活性炭在马弗炉内300～400℃下焙烧3h，冷却后筛分备用；在容器中配置质量浓度为20g/L的硫代硫酸钠溶液，加入筛分后的粉末活性炭，两者的质量浓度比为1:1，置密闭容器中搅拌24h，成为负载硫代硫酸钠的粉末活性炭；在氮气保护下烘干冷却，装入密闭容器中抽真空备用；采用膜生物反应器实施次氯酸钠清洗前10min加入还原性活性炭，两者的质量浓度比为2:1。本方法显著降低了膜污染速率，提高了污泥混合液可滤性，显著减缓了次氯酸钠对活性污泥的冲击。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于膜清洗
，具体涉及一种膜生物反应器原位膜化学清洗。
技术介绍
以膜分离与传统活性污泥法耦合而成的膜生物反应器(MBR)工艺具有众多优点，已成为废水处理及回用领域极具竞争力的选择。目前，我国运行的MBR实际工程超过2000座，主要分布在水资源短缺的内陆地区及经济高度发达的沿海地区。对于内陆地区，选择MBR工艺是因为该工艺处理污水可实现中水回用，缓解当地水资源短缺问题；对于沿海地区，选择MBR工艺主要源于其出水可满足目前最严格的排放要求。然而膜与污泥混合液产生的膜污染问题，在降低膜通量的同时也提高了运行费用，因而MBR所产生的膜污染是限制其进一步大规模推广应用的主要障碍。由于MBR工艺在运行过程中，污泥混合液中的主要污染物质，如溶解性微生物代谢产物(soluble microbial products,SMP)和胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)对膜内部及外部形成污染，从而降低膜通量，造成MBR工艺频繁的膜清洗。目前，MBR清洗方式一般采用在线物理清洗配合离线化学清洗，对于膜表面松散的污染层，可以通过增大曝气量、反冲洗等物理措施在线完成；对于膜的内部污染，只能通过离线条件下的化学清洗，才能有效消除。化学清洗具有工作量大、化学清洗剂有可能造成二次污染、增加膜清洗费用、降低MBR自动化程度等弊端，并且离线清洗方式影响了膜过滤的连续性，不利于大规模MBR工艺的推广应用。为了实现MBR原位膜化学清洗，国内外研究者尝试将氧化剂加入到反冲洗水中，以跨膜压差(TMP)或运行时间为指标，对污染的膜进行反冲洗。研究结果表明：次氯酸钠是最有效的清洗剂，尤其是对生物产生的膜污染具有高效的去除效果(Water Research,2014,53:1-11)。然而在清洗过程中，大约有50％的次氯酸钠通过膜孔渗入到本体溶液中(Water Research,2016,88:293-300)，造成微生物活性降低，部分细胞甚至发生溶胞，产生大量的EPS及SMP，严重恶化了污泥混合的可滤性，造成MBR原位膜清洗后膜污染速率增加。此外，次氯酸钠对活性污泥的冲击造成微生物粘附性能增加，很容易在膜表面聚集而增加膜污染(Journal of Membrane Science,2016,511:84-91)。因而，次氯酸钠冲击不仅对MBR除污能力、生物活性及微生物种群结构产生影响，而且会恶化污泥混合液可滤性，造成严重的膜污染。因而开发有效的控制措施，以应对MBR原位膜清洗过程中活性污泥受到次氯酸钠冲击是十分必要的。
技术实现思路
本专利技术的目的是，提出一种减缓次氯酸钠原位膜清洗对活性污泥冲击的方法。结合MBR污泥混合液特性及膜污染特点，提出向反应器内投加还原性粉末活性炭，以最大限度减小次氯酸钠对活性污泥的冲击，以期以较低的成本，实现MBR原位膜清洗后运行效能的稳定，完善现有MBR原位膜清洗技术的不足。减缓次氯酸钠原位膜清洗对活性污泥冲击的方法，通过以下技术方案及步骤予以实现：(1)将粉末活性炭在马弗炉内300～400℃下焙烧3h，冷却后经100目筛筛分备用；(2)在棕色容器中配置质量浓度为20g/L的硫代硫酸钠溶液，加入上述筛分后的粉末活性炭，粉末活性炭与硫代硫酸钠的质量浓度比为1:1，置密闭容器中搅拌24h，成为负载硫代硫酸钠的粉末活性炭；(3)取出负载硫代硫酸钠的粉末活性炭，在氮气保护下烘干，冷却后成为还原性活性炭，然后装入黑色密闭容器中抽真空备用；(4)采用膜生物反应器实施次氯酸钠清洗前10min加入所述还原性活性炭，投加还原性活性炭与次氯酸钠的质量浓度比为2:1。其中次氯酸钠在反冲洗水中质量浓度范围为1000～3000mg/L。本专利技术的有益效果在于，该方法中所采用的次氯酸钠，在反冲洗水中质量浓度范围为1000～3000mg/L：(1)经本方法处理后，提高了MBR对污染物的去除率，显著降低了膜污染速率；(2)负载硫代硫酸钠的粉末活性炭投加至MBR，一方面由于负载的硫代硫酸钠与渗透到本体溶液中的次氯酸钠发生氧化还原反应，降低了氧化剂对微生物的影响；另一方面粉末活性炭优良的吸附性能降低了MBR内SMP及EPS浓度，提高了污泥混合液可滤性，减小了膜过滤阻力；此外，投加还原性粉末活性炭增加了MBR污泥颗粒粒径，增加了膜表面泥饼层的孔隙率；(3)本方法具有操作简单、成本低、运行可靠、无二次污染等优点。附图说明附图1为不同浓度次氯酸钠原位清洗MBR后混合液可滤性对照图。实施具体方式下面通过具体实施例对本专利技术的方法步骤做进一步说明，并结合附图看其优良的实施效果。需要说明的是，下述实施例是叙述性而非限定的，不以所述实施例限制本专利技术的保护范围。实施例1：采用2套规格相同的膜生物反应器(MBR)，有效体积为5L，水力停留时间(HRT)及污泥停留时间(SRT)分别为8小时及30天。其中MBR-C为对照反应器，原位膜清洗条件下投加定量还原性粉末活性炭的反应器记为MBR-PAC；2套反应器进水化学需氧量(CODcr)波动范围为350-420mg/L，污泥浓度波动范围为6500-7300mg/L。反应器运行稳定，对CODcr去除率超过95％。当跨膜压差(TMP)达到30kPa时，对污染膜进行原位反冲洗，反冲洗速率为5L/m2h，持续时间为30min，反冲洗水中次氯酸钠的质量浓度为1000mg/L。首先制备还原性粉末活性炭：将粉末活性炭在马弗炉内300℃焙烧3h，冷却经100目筛筛分备用。在棕色容器中配置质量浓度为20g/L的硫代硫酸钠溶液50mL，加入筛分后的粉末活性炭1000mg，置密闭容器中搅拌24h。取出负载硫代硫酸钠的粉末活性炭，在氮气保护下烘干，冷却后成为还原性活性炭，然后装入黑色密闭容器中抽真空备用。在MBR-PAC清洗前10min，向反应器投加还原性活性炭1000mg。结合附图1与表1可见，本方法显著提高了污泥混合的可滤性，降低了次氯酸钠对微生物活性的影响，有效降低了膜污染速率；此外，从微生物代谢产物浓度比较而言，还原性粉末活性炭的投加显著降低了微生物代谢产物的产出，说明本方法对于减缓次氯酸钠对活性污泥的冲击效果明显。表1次氯酸钠浓度为1000mg/L清洗6h后2套MBRs运行指标比较项目MBR-CMBR-PACCODcr去除率(％)6587污泥活性(O2mg/VSS)2.134.35SMP(mg/L)63.47.8EPS(mg/L)189152膜污染速率(kPa/d)5.91.2实施例2：采用2套规格相同的MBRs，污泥浓度波动范围为9000～11000mg/L，稳定阶段运行参数：HRT为6h、SRT为20d，进水CODcr为320mg/L～410mg/L，当TMP达到30kPa时，对污染膜进行原位反冲洗，反冲洗速率为5L/m2h，持续时间为30min，反冲洗水中次氯酸钠浓度为2000mg/L。还原性粉末活性炭制备：将粉末活性炭在马弗炉内350℃焙烧3h。在棕色容器中配置质量浓度为20g/L的硫代硫酸钠溶液100mL，加入筛分后的粉末活性炭2000mg，置密闭容器中搅拌24h。取出负载硫代硫酸钠的还原性活性炭，在氮气保护下烘干，冷却后成为还本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种减缓次氯酸钠原位膜清洗对活性污泥冲击的方法，其特征是该方法包括以下步骤：(1)将粉末活性炭在马弗炉内300～400℃下焙烧3h，冷却后经100目筛筛分备用；(2)在棕色容器中配置质量浓度为20g/L的硫代硫酸钠溶液，加入上述筛分后的粉末活性炭，粉末活性炭与硫代硫酸钠的质量浓度比为1:1，置密闭容器中搅拌24h，成为负载硫代硫酸钠的粉末活性炭；(3)取出负载硫代硫酸钠的粉末活性炭，在氮气保护下烘干，冷却后成为还原性活性炭，然后装入黑色密闭容器中抽真空备用；(4)采用膜生物反应器实施次氯酸钠清洗前10min加入所述还原性活性炭，投加还原性活性炭与次氯酸钠的质量浓度比为2:1。
【技术特征摘要】
1.一种减缓次氯酸钠原位膜清洗对活性污泥冲击的方法，其特征是该方法包括以下步骤：(1)将粉末活性炭在马弗炉内300～400℃下焙烧3h，冷却后经100目筛筛分备用；(2)在棕色容器中配置质量浓度为20g/L的硫代硫酸钠溶液，加入上述筛分后的粉末活性炭，粉末活性炭与硫代硫酸钠的质量浓度比为1:1，置密闭容器中搅拌24h，成为负载硫代硫酸钠的粉末活性炭；(3)取出负载...
【专利技术属性】
技术研发人员：张海丰，王文文，鲁馨，胡梦竹，张文佳，
申请(专利权)人：东北电力大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22
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