大型膜生物反应器群系统的清洗顺序确定方法及存储介质与流程

本发明涉及膜生物反应器清洗，具体涉及一种大型膜生物反应器群系统的清洗顺序确定方法。

背景技术：

1、膜生物反应器是膜分离技术和生物反应器相结合的新型生活污水处理技术，彻底分离了水力停留时间和污泥停留时间，增加了生物反应器中活性污泥的浓度，从而强化了对生活污水中的有机物的生物降解。

2、然而在实际运行过程中，膜污染是不可避免的，膜污染造成的高能耗、高成本问题是mbr被广泛应用的难点，为了减缓mbr膜污染，多采用曝气方式清扫膜表面，因而造成了膜生物反应器能耗占比高(部分能耗占比超过污水厂能耗的40％)，此外由于大型膜生物反应器群放置在同一个膜池内，由于膜池体积较大，膜池内不同区域内膜受污染程度不同，采用单一全局的曝气策略，极易造成部分区域曝气过量、部分区域曝气欠量，造成膜污染分布不均，而膜污染清洗时，主要是根据是否达到提前设定的极限膜压差来作为膜池内所有膜清洗依据，未能考虑不同膜污染程度的膜清洗需求，且大型膜池膜轮转清洗时间多达2～3个月，在此期间，膜池产水量不仅会明显下降，无法进行高效处理污水，同时不同廊道膜池在等待清洗过程中，若清洗顺序不当，将造成部分原本膜生物反应器堵塞超过阈值，极易对膜反应器造成不可逆的污染，影响膜使用寿命。

技术实现思路

1、本发明提出的一种大型膜生物反应器群系统的清洗顺序确定方法，可至少解决上述技术问题之一。

2、为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

3、一种大型膜生物反应器群系统的清洗顺序确定方法，基于大型膜生物反应器群分区曝气节能系统，该系统用来实现大型膜池内分区的动态曝气，包括进水渠道、配水渠道、膜池、回流区、清洗区及控制中心，所述进水渠道与前端aao处理区相连，进水渠道与配水渠道直接相连，配水渠道与膜池通过底部设置闸门相连，膜池采用廊道分仓结构，根据产水需求，划分为若干廊道，廊道之间采用墙体相隔，形成独立处理单元；膜池末端与回流区通过顶部的回流孔与回流区相连，回流区内污水通过水泵泵送汇流至前端aao处理区；

4、所述廊道内均匀分布膜生物反应器单元，各膜生物反应器单元内的集水干管与廊道集水总管相连，各廊道集水总管与出水总管相连，对外产水；

5、所述膜生物反应器单元内的集水干管与廊道集水总管连接，所述各廊道集水总管末端安装有产水泵，产水泵前安装有流量计和压力传感器；产水泵与产水总管相连；

6、各廊道集水总管上设置有反洗管，反洗管上装有三通电磁阀门，三通电磁阀门一端与通过反冲洗水泵与出水池相连，另一端通过反冲洗加药泵与维护性清洗池相连；

7、压力传感器、产水泵、反冲洗水泵、流量计、阀门这些元器件通过有线连接至控制中心；

8、其中，控制中心包括检测模块和控制模块；

9、所述检测模块用于检测各廊道跨膜压差和产水量；

10、所述控制模块包括控制mbr膜产水、控制反冲洗及控制mbr膜污染维护清洗；

11、所述mbr膜产水及反冲洗，采用固定规则，具体为各个廊道产水9min，停歇1min，2小时反洗1次1min；

12、则对应的控制mbr膜污染维护清洗步骤包括：

13、设廊道的跨膜压差δpa,b,c,t及产水量qa,b,c,t，采样间隔为1min；a表示维护性清洗次数，b表示第a次维护性清洗后反冲洗已完成次数，c表示第a次维护性清洗第b次反冲洗后已产水停歇次数；

14、s1、计算初始或维护性清洗完成后跨膜压差9min均值，用以后续评估修复性清洗的效果：

15、

16、s2、计算第c次和第c+1次停水间歇之间的跨膜压差均值：

17、

18、s3、计算第b次和第b+1次反洗之间的跨膜压差均值：

19、

20、s4、维护性清洗最短间隔设置为2天，因此至少需进行24次反冲洗，产生{f(x),f(x+2)……f(x+48)}，x＝0,2,4,6，……，基于该系列数据，t为某次维护性清洗的具体时间；令t＝2b(h)，采用指数形式通过最小二乘法构建第a次到第a+1次维护性清洗之间的跨膜压差时间函数：

21、f(t)＝tmpa,t＝αeβt

22、α及β为拟合参数；t可以定义为某次维护性清洗的具体时间；

23、s5、分别计算出各个廊道跨膜压差时间函数f1(t)、f2(t)……fu(t)，u表示廊道数量；

24、s6、单个廊道mbr膜全部完成维护性清洗所需时间为δt，当t≥48h，每隔2h，按照下述方法计算：

25、1)计算膜污染预测矩阵

26、

27、其中，dij＝fi(t+(j-1)δt)；

28、dij为膜污染值，i表示第i个廊道；j表示该廊道第j个时刻；

29、2)设定维护性清洗启动阈值为fmax，计算每个廊道的状态矩阵：

30、

31、其中，eij为膜污染因子；

32、3)计算各廊道长周期污染因子ej：j＝1,2,……u；ej表示为第j廊道膜污染时间综合因子；

33、4)计算决策判断因子lj：lj＝j-；

34、lj为定位启动判断因子；

35、5)按以下情况进行分析：

36、若lj均小于0，则当前t时刻进行反冲洗即可，不进行维护性清洗；

37、若lj存在q个数即q1至qqq为从小到大，大于等于0，则当前t时刻应立即启动维护性清洗，清洗优先顺序为：

38、所在的廊道应优先进行维护性清洗；

39、s7、当明确廊道清洗完成后，按照s1到s6依次判定廊道清洗顺序。

40、进一步地，还包括清洗时，采用先酸洗后碱洗方式，酸洗采用500～1000mg/l柠檬酸，时长为30一次完成一个廊道维护性清洗。

41、另一方面，本发明还公开一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如上述方法的步骤。

42、由上述技术方案可知，本发明的大型膜生物反应器群系统的清洗顺序确定方法具有以下有益效果：

43、考虑大型膜生物反应器群系统中清洗周期长的问题，本发明采用了动态维护性清洗顺序，采用“9min产水-1min停歇”产水策略，解决了传统“8min产水-2min停歇”产水策略产水量低的问题，同时通过清洗算法设计，有效克服了“9min产水-1min停歇”产水策略存在的多廊道同时堵塞清洗停产问题，维护性清洗时有效避免出现清洗过程中其余廊道达到清洗下限要求，最大限度避免了固定周期固定顺序开展维护性清洗带来的大型膜池不同廊道不同mbr膜存在的膜污染严重超量清洗及膜污染不足造成的清洗药剂浪费的问题。同时大幅减少膜超压运行时间，提高了膜整体使用寿命。

技术特征：

1.一种大型膜生物反应器群系统的清洗顺序确定方法，基于大型膜生物反应器群分区曝气节能系统，该系统用来实现大型膜池内分区的动态曝气，包括进水渠道、配水渠道、膜池、回流区、清洗区及控制中心，所述进水渠道与前端aao处理区相连，进水渠道与配水渠道直接相连，配水渠道与膜池通过底部设置闸门相连，膜池采用廊道分仓结构，根据产水需求，划分为若干廊道，廊道之间采用墙体相隔，形成独立处理单元；膜池末端与回流区通过顶部的回流孔与回流区相连，回流区内污水通过水泵泵送汇流至前端aao处理区；

2.根据权利要求1所述的大型膜生物反应器群系统的清洗顺序确定方法，其特征在于：还包括清洗时，采用先酸洗后碱洗方式，酸洗采用500～1000mg/l柠檬酸，时长为30一次完成一个廊道维护性清洗。

3.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1或2所述方法的步骤。

技术总结
本发明的一种大型膜生物反应器群系统的清洗顺序确定方法及存储介质，基于大型膜生物反应器群系统，用来实现大型膜池内分区的动态曝气，包括进水渠道、配水渠道、膜池、回流区、清洗区及控制中心，控制中心包括检测模块和控制模块；检测模块用于检测各廊道跨膜压差和产水量；控制模块包括控制MBR膜产水、控制反冲洗及控制MBR膜污染维护清洗；MBR膜产水及反冲洗，采用固定规则为各个廊道产水9min，停歇1min，2小时反洗1次1min；则按照设定算法对应的控制MBR膜污染维护清洗顺序。本发明采用动态维护性清洗顺序，最大限度避免固定周期固定顺序开展维护性清洗带来的大型膜池不同廊道不同MBR膜存在的膜污染严重超量清洗及膜污染不足造成的清洗药剂浪费的问题。

技术研发人员：吴志炎,刘军,汪小东,汤丁丁,杨睿,周艳,张诗雄,李进,邓德宇,冯泽建,陈聪,张真伟,周文俊
受保护的技术使用者：中建三局绿色产业投资有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13