优化的膜生物反应器反冲洗的方法

文档序号:9364696阅读:927来源:国知局
优化的膜生物反应器反冲洗的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种优化的膜生物反应器反冲洗的方法。
【背景技术】
[0002] MBR膜生物反应器是将活性污泥法和膜分离技术相结合,以膜分离技术取代传统 常规活性污泥法中二沉池的污水处理新方法。与传统活性污泥法相比,其具有出水水质好 且稳定,剩余污泥产量少,占地面积小、易于安装,运行操作方便等许多优点。同时,在实际 应用过程中,也存在一些问题,如易污染,寿命相对较短,成本高,能耗高等。在水处理过程, 悬浮的活性污泥和坏死的微生物容易在MBR膜上结垢污染和堵塞MBR膜,造成MBR膜使用 寿命短。MBR膜组件在运行过程中的膜污染导致了膜通量衰减快,所需要的膜面积增加,从 而导致投资增加。
[0003]目前广泛应用于污水处理领域的MBR清洗方式是定时进行反冲洗(气洗、水洗或 气水洗)、药洗。如每月进行一次在线碱洗(碱洗:主要清洗运行过程中污泥等附着在膜片 表面的有机物质),每3个月至半年进行一次酸洗(酸洗:主要清洗无机物质、清洗效果好 来恢复膜通量。正常压差为-IOkpa以内,当压差达到_15kpa至_20kpa之间需进行清洗恢 复膜通量。很多厂家对膜组件的清洗方式都是定时清洗,反冲洗强度、加药量根据膜厂家的 建议设定为较大的固定值,以高强度的清洗减缓膜污染。高强度的反冲洗对膜丝有不同程 度的损害,酸洗、碱洗也会对膜及膜上生物产生伤害,这些都迫切需要改善清洗方式。目前 的清洗方式显得简单而有限,缺乏操作条件变化时的灵活性,且未考虑节能降耗。实际上, 清洗是为了控制膜污染、保持膜的通透性,因此清洗方式及强度可以根据膜污染的实际情 况进行调整。

【发明内容】

[0004] 本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷,并提供至少后面将说明的优 点。
[0005] 本发明还有一个目的是提供一种优化的膜生物反应器反冲洗的方法,本发明根据 膜污染的实际情况,通过低强度、更及时的清洗,将MBR膜的污染消除在刚形成阶段,防止 膜污染得不到及时恢复形成协同恶化的效应。
[0006] 为此,本发明提供的技术方案为:
[0007] -种优化的膜生物反应器反冲洗的方法,所述膜生物反应器以恒通量运行,包括 如下步骤:
[0008] 步骤一、计算一定时间段内膜生物反应器的膜组件两侧的跨膜压差TMP;
[0009] 步骤二、计算该一定时间段内的相似度S:其中一种计算方法为:首先确定出跨膜 压差参考值Iref,然后利用步骤一中得到的跨膜压差TMP根据如下公式计算出相似度S,
[0011] 步骤三、比较步骤二中得到的S值与预设阈值,若S值大于或等于预设阈值,则以 在线清洗方式采用不同清洗时间冲洗所述膜组件,若S值小于预设阈值,则以在线药洗或 离线清洗方式冲洗所述膜组件。
[0012] 优选的是,所述的优化的膜生物反应器反冲洗的方法中,所述步骤三中,还包括:
[0013] 设置最长冲洗时间Qniax、中等冲洗时间Qnred和最短冲洗时间Q_,其中,所述中等冲 洗时间Qmed=Qmin+(I-S)X(Qmax-Qmin),
[0014] 且,设置所述预设阈值为0? 4,
[0015] 若0.75 <SS1,则以在线清洗方式依照原设定清洗时间的时长冲洗所述膜组件, 若0. 65 <S< 0. 75,则以在线清洗方式依照原设定清洗时间和最小冲洗时间之和的时长冲 洗所述膜组件,若0. 5 <S< 0. 65,则以在线清洗方式依照原设定清洗时间和中等冲洗时间 之和的时长冲洗所述膜组件,若0. 4 <S< 0. 5,则以在线清洗方式依照原设定清洗时间和 最大冲洗时间之和的时长冲洗所述膜组件,若S值〈0. 4,则以在线药洗或离线清洗方式冲 洗所述膜组件。。
[0016] 优选的是,所述的优化的膜生物反应器反冲洗的方法中,所述步骤二中,计算该一 定时间段内的相似度S的另一种方法为:
[0017] 2. 1)根据步骤一中得到的跨膜压差值TMP计算该一定时间段内膜生物反应器的 膜组件两侧的跨膜压差变化率y,
[0023] 优选的是,所述的优化的膜生物反应器反冲洗的方法中,在所述步骤二中,根据另 一种方法计算该一定时间段内的所述相似度S时,在所述步骤三中,还包括:
[0024] 设置最长冲洗时间Qniax、中等冲洗时间Qnred和最短冲洗时间Q_,其中,所述中等冲 洗时间Qnied=Q_+(9 ?S-6. 65)X(Q_-Q_),
[0025] 设置所述预设阈值为0? 7,
[0026] 若0. 9 <S< 1,则以在线清洗方式依照原设定清洗时间的时长冲洗所述膜组件, 若0. 85 <S< 0. 9,则以在线清洗方式依照原设定清洗时间和最小冲洗时间之和的时长冲 洗所述膜组件,若0. 75 <S< 0. 85,则以在线清洗方式依照原设定清洗时间和中等冲洗时 间之和的时长冲洗所述膜组件,若0. 7 <S< 0. 75,则以在线清洗方式依照原设定清洗时间 和最大冲洗时间之和的时长冲洗所述膜组件,若S值〈0. 7,则以在线药洗或离线清洗方式 冲洗所述膜组件。
[0027] 优选的是,所述的优化的膜生物反应器反冲洗的方法中,所述步骤二中,确定出跨 膜压差参考值1^,的具体方法如下:
[0028] 利用步骤一中得到的多个一定时间段内的跨膜压差值TMP根据下式计算出该膜 组件的跨膜压差均值yi,以作为该一定时间段内的跨膜压差参考值Iref,
[0032] 优选的是,所述的优化的膜生物反应器反冲洗的方法中,设定所述一定时间段为 一个产水周期,根据如下公式计算所述产水周期内的跨膜压差TMP,
[0034] 其中TMPs为所述产水周期开始时所述膜组件两侧的跨膜压差,TMPe为所述产水周 期结束时的所述膜组件两侧的跨膜压差。
[0035] 优选的是,所述的优化的膜生物反应器反冲洗的方法中,设定所述一定时间段为 一个自然日,每自然日有N个产水周期,根据如下方法计算出每个自然日的跨膜压差TMP:
[0036] 首先,根据如下公式计算出第n个产水周期的跨膜压差TMPn,
[0038] 其中TMPs为每个产水周期开始时所述膜组件两侧的跨膜压差,TMPe为每个产水周 期结束时的所述膜组件两侧的跨膜压差;
[0039] 然后根据每个产水周期的跨膜压差TMPn,利用如下公式计算出每自然日的渗透压 差TMPd,
[0041] 即得到跨膜压差TMP。
[0042] 优选的是,所述的优化的膜生物反应器反冲洗的方法中,在所述步骤二之后还包 括:
[0043] 步骤四、判断是否需要检修或更换膜组件:根据如下公式计算所述一定时间段内 跨膜压差变化率与跨膜压差变化率参考值Iref的比值R,
[0045] 若R< 0. 6,则需检修或更换所述膜组件。
[0046] 优选的是,所述的优化的膜生物反应器反冲洗的方法中,在所述步骤一之后还包 括:
[0047] 步骤五、判断是否需要更换膜组件:
[0048] 5. 1)设所述膜组件在多个一定时间段Lt2, . . .,h,…内,所述膜组件的跨膜压差 依次为TMP1,TMP2, ...,TMP1,…,定义膜组件在该一定时间段内跨膜压差均值为Pl,则
[0052] 若?1> 150% *p。,则判断所述膜组件需要更换。
[0053] 本发明至少包括以下有益效果:
[0054] 1)优化反冲洗控制方式,将污染消除在刚形成的阶段;2)减少膜冲洗时间,提升 工艺每日产水时间,提高工艺日处理量;3)极大的优化反冲洗时间,提高冲洗水利用率;4) 节约反冲洗时间,降低反冲洗设备(反冲洗水栗、空压机等)能耗,实现节能;5)优化膜组 件清洗方式,延长膜组件使用寿命,降低成本;6)不需新增硬件设备,安全性高,对系统的 正常运行无影响。
[0055] 本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现,部分还将通过对本 发明的研究和实践而为本领域的
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