专利名称：一种mbr膜生物污染的综合控制方法
技术领域：
本发明属于污水处理领域，具体涉及一种MBR膜生物污染的综合控制方法。
背景技术：
膜生物反应器(Membrane BioReactor, MBR)因出水水质好、占地体积小等优势近年来在污水回用领域受到了越来越多的青睐。但是，由于微生物粘附在膜上形成生物膜，以及由形成生物膜的细菌自身代谢和聚合作用产生大量的细胞外聚合物(Extracel IuarPolymers, EPS)而导致的膜生物污染，造成膜的不可逆堵塞，引起膜通量的持续下降，致使因频繁清洗和替换膜而发生的操作费用和成本增加。因此，如何有效控制膜的生物污染是MBR进一步广泛应用需隳待解决的重要问题。传统的降低微生物粘附和膜生物污染的方法主要是基于物理化学原理，如膜面改性、操作条件的优化、常规的物理化学清洗等，具有效率低、耗能、对微生物有毒害作用等缺点。因此，非常有必要开发高效、低毒的膜生物污染控制方法。由于膜的生物污染主要是由微生物在膜上的活动引起的，因此，从微生物着手，研究膜的生物控制方法可望成为一种有效的手段。近来，Kolodkin-Kal等人发现枯草芽孢杆菌产生的D-酪氨酸及其和D-亮氨酸、D-蛋氨酸、D-色氨酸混合物分别在微摩尔和纳摩尔浓度水平下就可通过取代细胞壁上的D-丙氨酸而抑制生物膜的形成，同时也可对已形成的生物膜解体。因此，本人日前采用PVDF超滤膜组成的MBR恒流系统研究D-酪氨酸及其和D-亮氨酸、D-蛋氨酸、D-色氨酸的混合物对PVDF超滤膜生物污染控制的效果，结果表明，D-氨基酸先与膜面发生了作用，对膜造成了一定的污染，从而影响了 D-氨基酸对膜的生物污染的控制。由此可见，研究膜的抗D-氨基酸污染可为D-氨基酸有效控制MBR膜生物污染提供有力保证。但是，相关研究还没有报导。值得注意的是，有关膜的抗蛋白质污染方面的研究开展得较多。其中，膜改性是膜抗蛋白质污染研究的一个重要手段。近来，两性物质，如天然和合成的低聚肽， 已成为一种新型的抗污染材料。其中，氨基酸作为组成蛋白质的基本单元，具有相似的两性活性基团，采用氨基酸改性膜也是膜抗蛋白质污染的一个非常有效的途径。由此推断，采用D-氨基酸改性膜可望成为膜抗D-氨基酸污染的一个有效方法，从而保证D-氨基酸对MBR膜生物污染控制的有效进行。
发明内容
本发明的目的在于针对现有MBR膜生物污染控制方法存在的问题及D-氨基酸有效控制膜生物污染的潜力，提出一种MBR膜生物污染的综合控制方法。即采用D-氨基酸改性超滤膜，为D-氨基酸有效控制MBR系统的膜生物污染创造有利条件。另外，在MBR系统中采用D-氨基酸改性膜，同时加入D-氨基酸进行生物控制，使D-氨基酸对MBR膜生物污染进行综合调控，为MBR膜生物污染问题的解决提供新型、有效的控制策略，从而促进MBR在污水回用领域的广泛应用。本发明通过以下技术方案来实现其目的。
一种MBR膜生物污染的综合控制方法，其特征在于采用D-氨基酸改性超滤膜，以利于其抗D-氨基酸污染，同时在MBR系统中加入D-氨基酸，以控制微生物在膜上的粘附及已在膜上形成生物膜的解体，从而实现D-氨基酸对MBR膜生物污染的综合调控。采用D-酪氨酸、D-亮氨酸、D-蛋氨酸、D-色氨酸或其混合物分别对超滤膜进行表面涂覆或表面化学接枝改性，以减轻或防止D-氨基酸对超滤膜的污染。在MBR系统中，分别加入D-酪氨酸、D-亮氨酸、D-蛋氨酸、D-色氨酸或其混合物，以控制微生物在膜上的粘附及已在膜上形成生物膜的解体。在MBR系统中，采用D-酪氨酸、D-亮氨酸、D-蛋氨酸、D-色氨酸或其混合物改性的超滤膜，同时加入D-酪氨酸、D-亮氨酸、D-蛋氨酸、D-色氨酸或其混合物，以实现D-氨基酸对MBR膜生物污染的综合调控。
具体实施例方式以下是对本 发明的进-步说明，而不是对本发明的限制。实施例1:采用D-酪氨酸对PVDF超滤膜进行表面化学接枝改性，改性膜的亲水性显著提高，其抗D-氨基酸污染能力由改性前68%提高到96%，同时在MBR系统中加入0.6mg/L的D-酪氨酸，与未使用改性膜和未添加D-酪氨酸相比，有效减少了微生物的附着和生物膜的形成，使MBR膜抗生物污染能力提高2倍，说明D-酪氨酸能够综合调控MBR膜生物污染。
权利要求
1.一种MBR膜生物污染的综合控制方法，其特征在于采用D-氨基酸改性超滤膜，以利于其抗D-氨基酸污染，同时在MBR系统中加入D-氨基酸，以控制微生物在膜上的粘附及已在膜上形成生物膜的解体，从而实现D-氨基酸对MBR膜生物污染的综合调控。
2.根据权利要求1所述的MBR膜生物污染的综合控制方法，其特征在于采用D-酪氨酸、D-亮氨酸、D-蛋氨酸、D-色氨酸或其混合物分别对超滤膜进行表面涂覆或表面化学接枝改性，以减轻或防止D-氨基酸对超滤膜的污染。
3.根据权利要求1所述的MBR膜生物污染的综合控制方法，其特征在于在MBR系统中分别加入D-酪氨酸、D-亮氨酸、D-蛋氨酸、D-色氨酸或其混合物，以控制微生物在膜上的粘附及已在膜上形成生物膜的解体。
4.根据权利要求1所述的MBR膜生物污染的综合控制方法，其特征在于在MBR系统中，采用D-酪氨酸、D-亮氨酸、D-蛋氨酸、D-色氨酸或其混合物改性的超滤膜，同时加入D-酪氨酸、D-亮氨酸、D-蛋氨酸、D-色氨酸或其混合物，以实现D-氨基酸对MBR膜生物污染的综合调控 。
全文摘要
本发明涉及一种MBR膜生物污染的综合控制方法，所述方法采用D-氨基酸改性超滤膜，以利于其抗D-氨基酸污染，同时在MBR系统中加入D-氨基酸，以控制微生物在膜上的粘附及已在膜上形成生物膜的解体，从而实现D-氨基酸对MBR膜生物污染的综合调控。本发明有效减少了微生物的附着和生物膜的形成，使MBR膜抗生物污染能力显著提高，为MBR膜生物污染问题的解决提供了一种新型、有效的控制策略。
文档编号C02F3/00GK103241830SQ201310208279
公开日2013年8月14日 申请日期2013年5月30日 优先权日2013年5月30日
发明者郭晓燕 申请人:南开大学