一种平板陶瓷膜直接过滤市政废水的方法技术

本发明专利技术属于环境污水处理技术领域，特别涉及一种平板陶瓷膜直接过滤市政废水的方法，包括以下三个过程：1)混凝过程，促进悬浮颗粒物及有机污染物的脱稳沉降；2)混凝悬浊液流入平板陶瓷膜反应器，经低压过滤得到净化出水；3)在线/离线反冲洗工艺控制膜污染。采用本发明专利技术的方法能够有效降低水中有机物和磷的浓度，减小膜污染速率。

A method of direct filtration of municipal wastewater by flat ceramic membrane

The invention belongs to the technical field of sewage treatment, in particular relates to a method of municipal wastewater by ceramic membrane filtration, including the following three stages: 1) to promote the process of coagulation, suspended particulate and organic pollutants in the destabilization of the settlement; 2) suspension into the ceramic plate coagulation membrane reactor, through low voltage filtering clean water; 3) online / offline backwash process control of membrane fouling. The method can effectively reduce the concentration of organic matter and phosphorus in water, and reduce the membrane fouling rate.

【技术实现步骤摘要】
一种平板陶瓷膜直接过滤市政废水的方法
本专利技术属于环境污水处理
，特别涉及一种平板陶瓷膜直接过滤市政废水的方法。
技术介绍
在传统的市政废水处理过程中，沉淀池是常用的去除水中颗粒物及颗粒有机物质的初级处理工艺，经初级处理后的废水进入后续生物反应器进行二级生物处理，二级处理主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质。传统的沉淀池预处理市政废水工艺，水力停留时间长(约2个小时)，对有机物和磷的去除率较低。较高浓度的有机物和磷在初级处理阶段未得到有效去除，从而进入后续的二级生物处理过程，大大增加了后续处理工艺的负荷，增大处理成本。另外，CN106495325A提供了基于平板陶瓷膜的MBR和MBBR工艺有机结合的一个复合污水处理系统。此专利技术专利是对传统MBR和MBBR的改进，用平板陶瓷膜代替传统工艺中的有机膜，无纺布及其他材料的膜，利用陶瓷膜耐酸碱，耐高温，过滤后易清洗等优点为废水处理提供良好的解决方案。但是，此专利并没有在源头上控制颗粒物和有机物的含量，在MBR池中有机物和颗粒物含量较高，处理负荷依然较高，并且，在膜生物反应器MBR中，由生物代谢物造成的膜污染严重，难以去除。CN201598221U一种生物滤池-陶瓷膜生物反应器装置，其包括进水泵、厌氧生物滤池反应器和陶瓷膜好氧膜生物反应器，该进水泵通过管道与厌氧生物滤池反应器的入水口连接，该厌氧生物滤池反应器的出水口与陶瓷膜好氧膜生物反应器的入水口连接。此专利涉及到采用陶瓷膜代替传统有机膜用于生物反应器中，并将此工艺与生物滤池结合进行废水处理。但是，此专利所述的厌氧生物滤池初次启动时间长，对温度要求较高，对毒物影响较为敏感，且遭破坏后恢复期较长，而后续的陶瓷膜生物反应器会受前期厌氧生物滤池的影响较大，难以实现稳定出水。
技术实现思路
鉴于现有技术存在的问题，本专利技术主要应用在市政废水预处理阶段，提供了一种平板陶瓷膜直接过滤市政废水的方法，包括以下三个过程：(1)混凝过程，促进悬浮颗粒物及有机污染物的脱稳沉降；(2)混凝悬浊液流入平板陶瓷膜反应器，经低压过滤得到净化出水；(3)在线/离线反冲洗工艺控制膜污染，降低膜污染速率，延长膜使用寿命。其中，污染后的陶瓷膜经低压在线/离线反冲洗能够高效的去除膜污染，恢复膜初始状态。具体的，本专利技术通过以下技术方案来实现：一种平板陶瓷膜直接过滤市政废水的方法，包括：(1)市政废水进入第一池，在快搅作用下加入混凝剂氯化铁或聚合氯化铝，加入混凝剂后，快搅时间持续30s到1min，混凝悬浊液流入第二池-平板陶瓷膜反应器。从而实现混凝过程，促进悬浮颗粒物及有机污染物的脱稳沉降。优选两种混凝剂优化的投加量分别为20mgFe/L和15mgAl/L；优选快搅的搅拌条件为快速搅拌速度200rpm到500rpm，搅拌时间优选为30s到1min。(2)混凝悬浊液流入第二池，混凝悬浊液经平板陶瓷膜低压过滤得到净化出水，其中第二池中设置有平板陶瓷膜和气体接入口，所述气体接入口在平板陶瓷膜反应池底部，使用条状曝气条曝气，且曝气条位于陶瓷膜片正下方；所述陶瓷膜位置位于曝气条正上方3cm到15cm处。其中，优选方案之一为所述陶瓷膜片大小尺寸是15cm*15cm*5mm；所述低压过滤得到净化出水，低压过滤的低压是指-2.5kPa到-35kPa。所述优选膜通量为1.0m/d，曝气条件为0.1LPM，优选的抗膜污染条件为快速且频繁反冲洗，优选的反冲洗通量为3.0m/d。所述的所曝气体是指空气。优选所述的陶瓷膜材质是α-氧化铝，粒径大小为60nm到100nm。(3)第二池的净化出水，部分用于系统运行过程中陶瓷膜的频繁反冲洗，部分用于膜污染后，净化出水加入化学试剂进行平板陶瓷膜反冲。从而实现在线/离线反冲洗工艺控制膜污染。优选步骤(3)为污染后的平板陶瓷膜采用化学药剂溶液进行反冲洗，第二池净化出水为溶剂，所选化学试剂为溶质。所选化学试剂为次氯酸钠或双氧水，或氢氧化钠和盐酸复配使用，或柠檬酸和盐酸复配使用，或者次氯酸钠和盐酸复配使用，或者次氯酸钠和柠檬酸复配使用。优选加入的化学试剂比例分别为：NaClO(1.1％-1.4％体积比)；或H2O2(1.5％体积比)；或氢氧化钠(0.1M)和盐酸(0.1M)，或柠檬酸(0.1M)和盐酸(0.1M)，或NaClO(1.1％-1.4％体积比)和盐酸(0.1M)，或NaClO(1.1％-1.4％体积比)和柠檬酸(0.1M)。所述的复配使用是指所述的复配使用是指2到5min的一种化学试剂反冲洗，然后更换化学试剂继续反冲洗2到5min。例如2到5min的氢氧化钠(0.1M)反冲洗，然后更换化学试剂为盐酸(0.1M)继续反冲洗2到5min。同样的复配使用条件适用于化学试剂的复配使用。对于NaClO(1.1％-1.4％体积比)和H2O2(1.5％体积比)，优选的反冲洗时间为5min；对于氢氧化钠(0.1M)和盐酸(0.1M)的复配使用，所优选的反冲洗时间和顺序为5min的氢氧化钠反冲洗，然后继续进行5min的盐酸反冲洗。对于其他化学试剂的复配使用，所优选的反冲洗时间和顺序同氢氧化钠(0.1M)和盐酸(0.1M)。优选的化学试剂浓度范围或者复配比例条件下，被污染的陶瓷膜能够在较短的时间内恢复初始状态。所述的较短时间是指5min到10min。其中，所采用的反冲洗方式为低压驱动条件下的化学反冲洗，所述的反冲洗通量为3.0m/d，所述低压驱动的低压条件为5.0kPa到25kPa。再者，本专利技术提供了一种市政废水预处理系统，其特征在于，其包含进水泵(1)，进药泵(2)，混凝反应池(3)，陶瓷膜反应池(4)，抽水泵(5)，反冲洗池(6)和反冲洗泵(7)；陶瓷膜反应器包括进气泵(8)；进水泵(1)通过管道与混凝反应池(3)的入水口连接，进药泵(2)通过管道与混凝反应池(3)的进药口连接，混凝反应池(3)的出水口经过管道在重力作用下进入陶瓷膜反应池(4)，陶瓷膜反应池(4)底部安装有曝气条，该曝气条与进气泵(8)连接，陶瓷膜的出水口与抽水泵(5)连接，陶瓷膜反应池(4)的出口经管道与浓缩污泥的收集桶连接，反冲洗池(6)经管道与滤出液收集桶连接，重力作用下，滤出液进入反冲洗池(6)，经反冲洗泵(7)对陶瓷膜进行反冲洗以达到减小膜污染的目的。当陶瓷膜被污染后需要清洗时，向反冲洗池(6)中加入化学试剂，然后对陶瓷膜进行反冲洗，反冲洗池(6)出口经管道连接反冲洗泵(7)，将清洗液导入陶瓷膜反应池，采用清洗后的陶瓷膜继续过滤过程。本专利技术相对于现有技术的有益效果包括：(1)在市政废水预处理过程中，该专利技术采用平板陶瓷膜直接过滤池代替传统的沉淀池，缩短了水力停留时间(小于40分钟)。(2)混凝预处理工艺能够有效降低水中有机物和磷的浓度，减小膜污染速率。(3)市政废水经陶瓷膜过滤产生两种输出流，一种是经陶瓷膜过滤的滤出液，该水水质清澈，无颗粒类物质，且有机物浓度和磷的浓度较低，该水进入市政废水二级生物处理工艺将会大大降低后续处理工艺负荷；另一种是浓缩的污泥悬浊液，该浓缩液含有较高的有机物和磷成分，有利于后续对有机物和磷资源的有效回收。附图说明图1本专利技术的平板陶瓷膜直接过滤市政废水工艺流程图其中，1-进水泵，2-进药泵，3-混凝反应池，4-陶瓷膜反应池，5-抽本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种平板陶瓷膜直接过滤市政废水的方法，其特征在于，包括：(1)混凝过程，促进悬浮颗粒物及有机污染物的脱稳沉降；(2)混凝悬浊液流入平板陶瓷膜反应器，经低压过滤得到净化出水；(3)在线/离线反冲洗工艺控制膜污染。

【技术特征摘要】
1.一种平板陶瓷膜直接过滤市政废水的方法，其特征在于，包括：(1)混凝过程，促进悬浮颗粒物及有机污染物的脱稳沉降；(2)混凝悬浊液流入平板陶瓷膜反应器，经低压过滤得到净化出水；(3)在线/离线反冲洗工艺控制膜污染。2.根据权利要求1所述的一种平板陶瓷膜直接过滤市政废水的方法，其特征在于，所述步骤(1)包括市政废水进入第一池，在快搅作用下加入混凝剂氯化铁或聚合氯化铝，加入混凝剂后，快搅时间持续30s到1min，混凝悬浊液流入第二池-平板陶瓷膜反应器。3.根据权利要求1或2所述的一种平板陶瓷膜直接过滤市政废水的方法，其特征在于，两种混凝剂优化的投加量分别为20mgFe/L和15mgAl/L；快搅的搅拌条件为快速搅拌速度200rpm到500rpm，搅拌时间为30s到1min。4.根据权利要求1所述的一种平板陶瓷膜直接过滤市政废水的方法，其特征在于，所述步骤(2)包括混凝悬浊液流入第二池，混凝悬浊液经平板陶瓷膜低压过滤得到净化出水，其中第二池中设置有平板陶瓷膜和气体接入口，所述气体接入口在平板陶瓷膜反应池底部，使用条状曝气条曝气，且曝气条位于陶瓷膜片正下方；所述陶瓷膜位置位于曝气条正上方3cm到15cm处。5.根据权利要求4所述的一种平板陶瓷膜直接过滤市政废水的方法，其特征在于，其中，所述陶瓷膜片大小尺寸是15cm*15cm*5mm；所述低压过滤得到净化出水，低压过滤的低压是指-2.5kPa到-35kPa；所述膜通量为1.0m/d，曝气条件为0.1LPM，抗膜污染条件为快速且频繁反冲洗，反冲洗通量为3.0m/d；所述的所曝气体是指空气；所述的陶瓷膜材质是α-氧化铝，粒径大小为60nm到100nm。6.根据权利要求1所述的一种平板陶瓷膜直接过滤市政废水的方法，其特征在于，其中，所述(3)包括第二池的净化出水，部分用于系统运行过程中陶瓷膜的频繁反冲洗，部分用于膜污染后，净化出水加入化学试剂进行平板陶瓷膜反冲。从而实现在线/离线反冲洗工艺控制膜污染。7.根据权利要求6所述的一种平板陶瓷膜直接过滤市政废水的方法，其特征在于，步骤(3)为污染后的平板陶瓷膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓岩，赵艳侠，
申请(专利权)人：李晓岩，
类型：发明
国别省市：中国香港,81