专利名称：用于污水处理的膜-生物反应器处理工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于污水处理的膜-生物反应器处理工艺。
背景技术：
在我国水污染情况与水资源短缺现象己经越来越严重，寻求高效的污水处 理及回用方法成为科研工作者共同的目标。
膜-生物反应器技术，是将膜分离技术与废水生物处理技术组合而成的新系 统，该系统是以膜分离技术替代传统二级生物处理工艺中的二沉池，具有工艺流 程简单、占地少、管理方便、处理效率高、出水可直接回用等特点，因此，在 我国，膜-生物反应器作为水处理与水再生回用的一项高新技术，其开发与研究 也正越来越深入。然而，膜污染是制约膜—生物反应器在污水处理中广泛应用 的主要障碍，研究表明，传统的膜一生物反应器中存在的活性污泥等微生物的 附着是造成膜污染、影响膜通量的重要因素之一，因此，改进膜一生物反应器 中微生物的存在形式，减轻其对膜污染的影响成为人们努力的方向，如公开号
为CN101016185A、 CN1611453A、 CN1539759A、 CN1974439A、 CN101100333A的发 明专利分别采取填料表面附着工程菌或酶形式(实质上是接触氧化生物膜形式) 或采用颗粒污泥的形式使得膜一生物反应器中的微生物不再以悬浮的状态存 在，从而减轻其对膜通量的影响。然而，利用填料表面附着微生物的方式进行改 进存在着不利于特种微生物的生长、微生物量浓度低、去污反应能力差等缺点；
利用颗粒污泥进行改进存在着颗粒污泥容易破碎可能会堵塞膜孔、颗粒污泥自 发形成的群落结构难以达到人工控制微生物群落稳定等缺点。
固定化包埋微生物细胞技术是在20世纪60年代发展起来的一门新兴技术，近年在污水处理中己经得到比较广泛的应用，固定化包埋技术改变了细胞的游 离存在形式，固定化后生物体载体具有一定的颗粒尺寸、强度、多孔性、亲水性 和化学惰性等，它具有维持高的微生物浓度、便于固液分离、不易受毒性物质 的影响、剩余污泥量少等优点。但是，传统的以流化床或固定床形式利用固定化
包埋微生物细胞技术处理污水的工艺往往存在以下缺点系统处理出水水质存 在不稳定的现象，当进水污染负荷比较高时，由于受到水力停留时间及包埋颗粒 传质速率的影响，部分污染物可能来不及得到处理就随着出水排出系统，此外部 分老化破碎的包埋颗粒可能会随着出水排出系统，从而影响了出水水质。
发明内容
本发明所要解决的技术问题提供一种用于污水处理的膜-生物反应器处理 工艺，来降低膜一生物反应器中的膜污染现象的发生，同时可以实现包埋固定 化生物和膜一生物反应器之间的优势互补，实现污水的高效处理和合理回用。
为解决上述技术问题，本发明的技术解决方案是采用膜一生物反应器进 行污水处理，将投加于膜一生物反应器中的生物进行包埋固定化制成包埋固定 化颗粒。
其中生物包埋工艺可以采用聚乙烯醇包埋、海藻酸钠包埋等工艺；包埋颗 粒的大小可以根据使用的需要，灵活调整；可以将传统膜生物反应器中几乎没 有得以应用的藻类等其它微生物进行包埋固定化，因此所包埋的生物可以是具 有污水净化效果的细菌、真菌、藻类或其它能够被包埋且对污水净化具有有益 作用的生物(如原生动物等)； 一种包埋颗粒内部所包埋的生物可以是单一物种 构成，也可以是混合物种按照一定比例被包埋在同一颗粒里面。
其中包埋固定化颗粒可以是由相同包埋工艺及相同生物种群而形成的相同 包埋颗粒组成，也可以是由不同包埋工艺而形成的不同包埋颗粒或内部含有生物种群不同而形成的不同包埋颗粒按一定比例混合而组成。
投加了包埋颗粒之后的生物反应器，可以根据实际污水的水质情况及其投 加包埋颗粒的性质，控制其相应的最佳工艺操作条件(如光照、曝气量、水力 停留时间、水力污染负荷、温度等)，达到污水的良好处理性能。
上述膜生物反应器中的包埋颗粒及膜组件使用到一定程度时，可以根据实 际情况的需要进行包埋颗粒及膜组件的更换或者再生。
本发明用于污水处理的膜-生物反应器处理工艺的有益效果是
1、 利用包埋固定化技术改变了膜一生物反应器中生物的存在形式，有别于 现有膜—生物反应器中微生物的三种存在形式悬浮形式、填料表面生长的生 物膜形式或颗粒污泥形式，从而使得生物能够稳定得存在于包埋颗粒里面，减 轻了传统膜一生物反应器中的生物作用所引起的膜孔堵塞现象，有利于保持膜 通量，延长了膜的使用寿命；
2、 包埋颗粒具有良好的液一固分离性能，减轻了膜过滤的负担，有利于保 持出水水质的稳定；
3、 包埋颗粒具有良好的传质性能，同时内含的生物量浓度很高，有利于保 证膜一生物反应器的高效去污性能；
4、 包埋颗粒的相对独立性有利于保持某些具有特定去污功能的生物(如硝 化菌、好氧反硝化菌、特定重金属吸附菌等)能够稳定存在包埋颗粒内部，避 免了这些生物在开放体系中由于竞争、捕食等生物作用或者排泥等物理作用所 引起的流失，能够保持这些特定种群在系统内部的稳定性，有利于提高膜一生 物反应器的去污性能。
5、 包埋颗粒可以将诸如藻一菌共生体系等生物群落结构固定化包埋在颗粒 内部，有利于保持这些具有高效去污性能的群落结构的稳定性，避免在开放体系中由于污染负荷增大等因素的冲击引起这些高效群落系统的紊乱。
6、 包埋方式可以将某些具有特定污染物净化功能的微生物各自固定包埋颗 粒中，针对某些实际混合污水，可以根据污水内含污染物的种类选择这些不同 包埋颗粒，按照一定比例混合添加到膜一生物反应器中，这样就给实际污水处 理过程中的设计、运行、维护等带来方便，使得污水的控制更加精确化，并能 够使得出水水质更加良好。
7、 利用膜组件的截留功能，可以将污水中的绝大部分污染物质及破碎的包 埋颗粒截留下来，保证了出水水质的稳定，所以将膜技术与固定化包埋微生物 细胞技术进行结合，可以在延长膜组件寿命的同时，保证了固定化包埋微生物 细胞技术污水处理工艺出水水质的稳定，实现了两者之间的优势互补，提高污 水的处理效果。
下面结合具体实施方式
对用于污水处理的膜-生物反应器处理工艺作进一
步详细说明。
具体实施例方式
本发明用于污水处理的膜-生物反应器处理工艺的一个具体实施例； 以温州市温州大学茶山校区5号学生宿舍搂的生活污水作为处理对象，5号 楼内共有学生120人，日均污水发生量约为18吨，采用膜-包埋固定化生物反应 器作为主要处理单元，选择5号搂前面的绿化草地作为装置放置地点，装置大小 约为3mX3mX1.5m，污水运行采取SBR方式运行，平均一个周期运行时间为8 小时，其中排水时间为2小时，膜组件采用孔径为0.1-0.2um的聚丙烯中空纤 维膜，膜面积为150m2，膜通量约为20L/m2.h，颗粒包埋采取聚乙烯醇包埋工艺， 包埋的生物种类有小球藻、好氧硝化菌、好氧自氧反硝化菌、好氧异养菌，采 取不同种群微生物分别独立包埋的形式进行包埋颗粒的制造，同时按照不同包埋颗粒按照体积比l: 1: 1: 1的方式投加，曝气量控制在3_4mg/L的水平，光 照采用自然照明，在运行期间，装置进水的COD、 NH4+-N、 TN、 TP平均浓度分别 为230. 4mg/L， 18. 7mg/L， 37. 6mg/L， 10. 1 mg/L，经系统处理后出水平均浓度为 10. lmg/L， 0. 3 mg/L， 2. 5 mg/L， 0. lmg/L，去除率分别可达95. 6%， 98. 4%, 93. 4% 和99.0%，处理出水满足国家建设部颁发的《生活杂用水水质标准》(CJ25. l — 89)，经过加氯消毒后可以回用。
权利要求
1、一种用于污水处理的膜-生物反应器处理工艺，采用膜-生物反应器进行污水处理，其特征在于将投加于膜-生物反应器中的生物进行包埋固定化制成包埋固定化颗粒。
2、 根据权利要求1所述的用于污水处理的膜-生物反应器处理工艺，其特 征在于其中生物包埋工艺采用聚乙烯醇包埋工艺或海藻酸钠包埋工艺。
3、 根据权利要求2所述的用于污水处理的膜-生物反应器处理工艺，其特 征在于其中生物包埋工艺采用聚乙烯醇包埋工艺。
4、 根据权利要求1或2或3所述的用于污水处理的膜-生物反应器处理工 艺，其特征在于所述包埋固定化颗粒中的生物是细菌、真菌、原生动物、藻 类。
5、 根据权利要求1所述的用于污水处理的膜-生物反应器处理工艺，其特 征在于其中包埋固定化颗粒是由相同包埋工艺及相同生物种群而形成的相同 包埋颗粒组成。
6、 根据权利要求1所述的用于污水处理的膜-生物反应器处理工艺，其特 征在于其中包埋固定化颗粒是由不同包埋工艺而形成的不同包埋颗粒或内部 含有不同生物种群而形成的不同包埋颗粒按一定比例混合而组成。
全文摘要
本发明涉及一种用于污水处理的膜-生物反应器处理工艺，它采用膜-生物反应器进行污水处理，将投加于膜-生物反应器中的生物进行包埋固定化制成包埋固定化颗粒。本发明可以降低膜-生物反应器中的膜污染现象的发生，同时可以实现包埋固定化生物和膜-生物反应器之间的优势互补，实现污水的高效处理和合理回用。
文档编号C02F3/34GK101302056SQ20081006365
公开日2008年11月12日 申请日期2008年6月24日 优先权日2008年6月24日
发明者立 严, 叶海仁, 程天行, 郑向勇 申请人:温州大学