[发明专利]一种添加功能化磁性微球进行MBR污水处理的方法

说明书

本发明属于污水处理技术领域，涉及一种添加功能化磁性微球进行MBR污水处理的方法。所述的方法是将所述的功能化磁性微球与活性污泥一起加入MBR中，在增强膜表面气液湍动的情况下进行污水的生化处理。利用本发明的添加功能化磁性微球进行MBR污水处理的方法，能够在利用MBR进行污水处理时，强化膜污染的在线清洗效果，减轻和缓解膜污染。

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，涉及一种添加功能化磁性微球进行MBR污水处理的方法。

背景技术

膜生物反应器(MBR)污水处理技术通过膜分离活性污泥和水分离核心技术的运用，自20世纪90年代起作为水资源循环再利用的新技术在全球范围内开展了研究。经过近30年的发展，MBR污水处理技术广泛应用在市政污水处理、工业废水处理、垃圾渗滤液处理、医院废水处理以及环境水体修复等方面。因MBR污水处理技术具有占地面积小、出水水质优良稳定、对难降解有机物处理效果好等优点，其在我国污水处理领域也得到了广泛应用。

对于常规MBR污水处理工艺，将膜组件置于含有高浓度悬浮固体(MLSS)的混合液中。MBR污水处理工艺实际运行中，除了原液中含有的无机类、有机类污染物以及聚合胶体等污染物，混合液中的微生物及其代谢产物(EPS)是加剧膜污染的主要因素。

膜污染是指污染物吸附、聚集在膜表面或者膜孔内，从而引起的浓差极化现象。膜污染的出现不仅导致膜通量降低，而且改变膜对溶质(污染物)的截留-分离能力，从而导致产水水质恶化。膜污染的产生也会加剧膜分离工艺运行的能耗，因为一方面过滤阻力增大而增加泵的能耗；另一方面为缓解MBR污染，膜池中过曝气会产生额外能耗。另外，对污染膜进行周期性的清洗(膜产水或化学清洗药剂)，虽然可以使膜通量一定程度的恢复，但是频繁的清洗势必导致产水量的下降。而且，加入清洗剂的化学清洗不仅增加了运行成本，且化学药剂与膜的频繁接触将显著缩短有机膜材料寿命。

因此，理应从优化MBR运行条件为突破口，提出更好地缓解膜污染的技术方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种添加功能化磁性微球进行MBR污水处理的方法，以能够在利用MBR进行污水处理时，强化膜污染的在线清洗效果，减轻和缓解膜污染。

为实现此目的，在基础的实施方案中，本发明提供一种添加功能化磁性微球进行MBR污水处理的方法，所述的方法是将所述的功能化磁性微球与活性污泥一起加入MBR中，在增强膜表面气液湍动的情况下进行污水的生化处理。

本发明中涉及的功能化磁性微球对MBR膜污染减轻的作用机理包括：

(1)微球表面带有负电荷，通过静电作用吸附混合液中的正电荷污染物，减轻此类污染物在膜表面上的吸附；

(2)强化气液湍流，由于微球密度接近于水，所以在曝气状态下，微球悬浮于混合液中，微球表面形成无数气液湍动微单元，同时微球在水中的碰撞和剪切作用增强混合液在膜表面的扰动，从而减少污染物在膜上的聚集；

(3)强化污染膜的在线清洗，功能化磁性微球在膜表面的扰动增强对膜上污染物的清洗效果。

在一种优选的实施方案中，本发明提供一种添加功能化磁性微球进行MBR污水处理的方法，其中所述的功能化磁性微球是以Fe₃O₄为核心，外围包覆有机聚合膜材。

在一种更加优选的实施方案中，本发明提供一种添加功能化磁性微球进行MBR污水处理的方法，其中所述的功能化磁性微球的平均粒径为10-100μm；所述的有机聚合膜材选自聚(乳酸-羟基乙酸)、聚丙烯酸以及甲基丙烯酸甘油酯中的一种或几种的组合。

在一种更加优选的实施方案中，本发明提供一种添加功能化磁性微球进行MBR污水处理的方法，其中所述的功能化磁性微球的制备方法包括如下步骤：