MBR膜堵塞和污染程度的评估方法技术

本发明专利技术提供了一种MBR膜堵塞和污染程度的评估方法，属于市政污水处理技术领域。该评估方法采用MBR归一化膜透水率下降比例(R

【技术实现步骤摘要】
MBR膜堵塞和污染程度的评估方法


[0001]本专利技术属于市政污水处理
，涉及一种MBR膜堵塞和污染程度的评估方法。

技术介绍

[0002]膜生物反应器(MBR)是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术，常用的MBR膜包括微滤膜和超滤膜，MBR不仅可以大幅提高污泥浓度，还可以通过截留作用去除胶体、微生物，在提升污水处理负荷的同时保证出水水质稳定达标。MBR膜类型包括中空纤维膜、板式膜、管式膜等，其中，中空纤维膜具有处理负荷高、机械强度高、抗污染性好等优势，在市政污水处理项目中广泛应用。
[0003]根据国家住房和城乡建设部《2021年城乡建设统计年鉴》，截至2021年底，我国城镇污水处理规模达到20767.22万立方米/日，位居世界第一，产生的干污泥量达到1422.9万t/年。随着我国各地水污染治理工作力度不断加大，市政污水处理厂出水水质标准逐渐提高，需要在传统的活性污泥工艺基础上，增加深度处理工艺，以保证水质达标排放。与活性污泥工艺相比，膜生物反应器(MBR)工艺占地面积小、污泥浓度高、出水水质稳定，近年来被较多用于市政污水处理厂提标改造。
[0004]但是，MBR应用过程中存在长期运行膜堵塞和污染造成产水率降低、清洗维护费用高等一系列问题。引起MBR膜堵塞和污染的物质包括胶体、大分子有机物、微生物等，这些物质在膜表面或膜孔内附着、沉积、交联，使膜孔径变小、堵塞和发生污染，并加剧浓差极化，造成膜产水率和过滤性能大幅降低。
[0005]膜清洗维护是MBR工艺运行的重要环节，包括物理清洗、维护性和恢复性化学清洗。目前，MBR膜清洗维护方案主要由技术人员根据膜通量、跨膜压差等参数变化情况进行确定，而膜通量、跨膜压差的影响因素除了膜堵塞和污染程度外，还包括进水温度、活性污泥浓度等。例如，在一定的温度范围内，膜通量随温度升高而增大，跨膜压差相应降低；随着活性污泥浓度升高，膜通量降低，跨膜压差增大。由于缺少膜堵塞和污染程度的客观评估方法，无法根据膜堵塞和污染程度精准制定和优化，造成膜清洗频次过高或过低，清洗效果不佳。
[0006]因此，建立一种MBR膜堵塞和污染程度评估方法，用于预测、评估膜堵塞和污染程度，进而精准指导膜清洗维护，对于提升MBR污水处理效能和推动污水处理节能降耗具有重要意义。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供了一种MBR膜堵塞和污染程度的评估方法，该方法采用MBR归一化膜透水率下降比例R
i
作为膜堵塞和污染程度的评估指标，可客观地直接评估膜的透水性能，进而判断膜堵塞和污染程度，有利于科学合理确定膜清洗维护周期，提升膜运行效能，延长膜使用寿命。
[0008]为了达到上述目的，本专利技术提供了一种MBR膜堵塞和污染程度的评估方法，包括以
下步骤：
[0009]计算MBR膜透水率温度归一化系数A和污泥浓度归一化系数B；
[0010]计算现状MBR膜实际透水率L
i
，利用温度归一化系数A和污泥浓度归一化系数B计算现状MBR膜归一化膜透水率L
in
＝L
i
×
[1+(T
i
‑
20)
×
A]‑1×
[1+(C
i
‑
8000)
×
B]‑1；
[0011]计算一定周期内归一化条件下的标准MBR膜标准透水率L
0a
；
[0012]计算现状MBR膜归一化膜透水率L
in
与一定周期内的标准MBR膜归一化透水率L
0a
相比的下降比例R
i
；
[0013]通过R
i
值的范围评价MBR膜堵塞和污染程度。
[0014]作为优选，所述MBR膜透水率温度归一化系数A通过以下方法计算得到：
[0015]控制MBR污泥浓度为8000mg/L，在5
‑
30℃的温度范围平均取5
‑
8个温度条件，测试MBR膜在不同温度下的膜通量J
i
和跨膜压差ΔP
i
，计算实际膜透水率L
i
＝J
i
/ΔP
i
；
[0016]以L
i
为因变量、(T
i
‑
20)为自变量进行线性拟合，得到近似线性拟合公式L
i
＝L0+L0×
(T
i
‑
20)
×
A，进而计算得到MBR膜透水率温度归一化系数A单位为℃
‑1；其中，T
i
代表在线仪表采集的温度值，单位为℃；L0为MBR归一化膜透水率，单位为L
·
m
‑2·
h
‑1·
KPa
‑1。
[0017]作为优选，所述MBR膜透水率污泥浓度归一化系数B通过以下方法计算得到：
[0018]控制进水温度为20℃，在4000
‑
12000mg/L的污泥浓度范围平均取5
‑
8个污泥浓度条件，测试MBR膜在不同污泥浓度下的通量J
i
和跨膜压差ΔP
i
，计算实际膜透水率L
i
；
[0019]以L
i
为因变量、(C
i
‑
8000)为自变量进行线性拟合，得到近似线性拟合公式L
i
＝L0+L0×
(C
i
‑
8000)
×
B，进而计算得到MBR膜透水率污泥浓度归一化系数B，单位为L/mg；
[0020]其中，C
i
代表在线仪表采集的污泥浓度值，单位为mg/L；L0为MBR归一化膜透水率，单位为L
·
m
‑2·
h
‑1·
KPa
‑1。
[0021]作为优选，一定周期内归一化条件下MBR膜标准透水率L
0a
具体为一定周期每次恢复性化学清洗后的MBR归一化膜透水率L0的平均值。
[0022]作为优选，MBR归一化膜透水率L0通过以下方式测得：
[0023]以MBR进水温度20℃、污泥浓度8000mg/L为归一化条件，测得MBR归一化膜透水率为L0＝J0/ΔP0。
[0024]其中，J0、ΔP0分别代表每次恢复性化学清洗后测量得到的膜通量和跨膜压差，且只有每次清洗后的归一化膜透水率的平均值才能代表MBR膜未污染和堵塞前的性能。
[0025]作为优选，所述一定周期为2
‑
3个月。
[0026]作为优选，下降比例R
i
计算公式如下：
[0027]下降比例R
i
＝(L
0a
‑
L
in
)/本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.MBR膜堵塞和污染程度的评估方法，其特征在于，包括以下步骤：计算MBR膜透水率温度归一化系数A和污泥浓度归一化系数B；计算现状MBR膜实际透水率L
i
，利用温度归一化系数A和污泥浓度归一化系数B计算现状MBR膜归一化膜透水率L
in
＝L
i
×
[1+(T
i
‑
20)
×
A]
‑1×
[1+(C
i
‑
8000)
×
B]
‑1；计算一定周期内归一化条件下的标准MBR膜标准透水率L
0a
；计算现状MBR膜归一化膜透水率L
in
与一定周期内的标准MBR膜归一化透水率L
0a
相比的下降比例R
i
；通过R
i
值的范围评价MBR膜堵塞和污染程度。2.根据权利要求1所述的评估方法，其特征在于，所述MBR膜透水率温度归一化系数A通过以下方法计算得到：控制MBR污泥浓度为8000mg/L，在5
‑
30℃的温度范围平均取5
‑
8个温度条件，测试MBR膜在不同温度下的膜通量J
i
和跨膜压差ΔP
i
，计算实际膜透水率L
i
＝J
i
/ΔP
i
；以L
i
为因变量、(T
i
‑
20)为自变量进行线性拟合，得到近似线性拟合公式L
i
＝L0+L0×
(T
i
‑
20)
×
A，进而计算得到MBR膜透水率温度归一化系数A单位为℃
‑1；其中，T
i
代表在线仪表采集的温度值，单位为℃；L0为MBR归一化膜透水率，单位为L
·
m
‑2·
h
‑1·
KPa
‑1。3.根据权利要求1所述的评估方法，其特征在于，所述MBR膜透水率污泥浓度归一化系数B通过以下方法计算得到：控制进水温度为20℃，在4000
‑
12000mg/L的污泥浓度范围平均取5
‑
8个污泥浓度条件，测试MBR膜在不同污泥浓度下的通量J
i
和跨膜压差ΔP
i<...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏正启，迟文浩，顾瑞环，王春虎，刘振，丁志钢，张燕，刘珍明，孙扬，聂德桢，马晓宁，王媛媛，沈传浩，蔡宏亮，邹泳涛，姜志明，刘克琼，刘赞贤，
申请(专利权)人：青岛水务集团有限公司，
类型：发明
国别省市：