[发明专利]一种强化脱氮的膜生物处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种膜生物处理方法，特别是涉及一种投加农业废弃物作为反硝化碳源和微生物生长载体的膜生物处理方法。

背景技术

开发水处理新技术实现污水回用是目前各国缓解水危机的重要措施之一，同时也是保护环境的重要举措。如今膜生物反应器技术以其独特的优势，如出水质好，操作管理方便，占地面积小等已经成为了我国污水处理的主要方法，在我国步入了实际应用阶段。膜生物反应器开始在我国的大规模应用，处理量不断增加，同时处理对象也不断的拓宽，从生活污水到食品废水、工业污水等。

虽然膜生物反应器较传统污水处理方法具有显著优势，然而在膜生物反应器实际运行过程中也发现了诸多问题。其中，膜污染是膜生物反应器在运行中不可避免的问题，而膜污染会导致膜使用寿命变短，进而运行成本增加。目前关于控制膜污染的研究有很多，如新型膜材料的开发、新式膜组件的设计、膜生物反应器（MBR）运行方式的优化、混合液性状的改善以及各种清洗等。所以在膜生物反应器的开发利用过程中不断寻找新的方法减缓膜污染显得越来越重要，其所具有的经济社会价值也会不断增加。同时在膜生物反应器的实际运行中，还发现很多时候脱氮效果并不好，究其原因普遍为当前中国污水组成成分原因，污水本身能够提供的可利用碳源不够，导致反硝化过程有机物不足，影响脱氮效果。目前通常采用的投加乙醇、糖类等有机物补充碳源的方法，因其较高的经济成本不利于大规模推广，而同时农业废弃物如丝瓜络、玉米芯、稻壳、芦苇、麦秸等作为一种高效的缓释碳源越来越引起人们的重视。

随着社会经济的快速发展，人们对资源的利用要求越来越高，当前农村存在的大量农作物秸秆，如玉米芯、稻草、麦秸、棉杆等处理和利用问题越来越突出。所以如何有效的利用这些农作物秸秆，把这些物质变为有效的资源成为当前越来越关注的问题。

发明内容

技术问题：本发明为克服上述现有技术的不足，提供一种有效提高污水中污染物的去除效率，提高膜组件使用周期，并且能够实现高效脱氮的强化脱氮的膜生物处理方法。

技术方案：本发明的强化脱氮的膜生物处理方法，包括以下步骤：

1）培养驯化阶段：

首先向膜生物反应器中输送污水，然后向膜生物反应器中投加直径为1~50mm的农作物废弃物，所述农作物废弃物为丝瓜络、稻秆、麦秆、稻壳、玉米芯和花生壳，投加比例为每去除1g氮投加30~300g农作物废弃物；

然后按照曝气气水比20:1~60:1、曝气时间4小时、污水容积负荷为2~4kgBOD/(m³·d)、水力停留时间4~8小时进行反应；

按照上述方式连续循环运行5~7天，当农作物废弃物呈悬浮状态时结束培养驯化阶段；

2）正常运行阶段：

向膜生物反应器中连续输送污水，每个膜生物反应器运行周期投加一次农作物废弃物，控制污水容积负荷为1~5kgBOD/(m³·d)，水力停留时间为4~8小时，对污水进行连续曝气，曝气气水比为20:1~60:1，每2~3月排一次活性污泥，

农作物废弃物的单次投加量，是根据进出水水质设计指标，按照下式确定，

m＝αTQ(C₀-C₁)

式中：m为农作物废弃物的单次投加质量，单位为g；α为去除1g氮需要农作物废弃物的质量，取30~300g/g；T为膜生物反应器运行周期，单位为h；Q为膜生物反应器进水流量，单位为m³/h；C₀为进水总氮浓度，单位为mg/L；C₁为出水总氮浓度，单位为mg/L。

有益效果：本发明和现有技术相比，具有以下优点：

1.提供了一种廉价的缓释碳源，显著改善脱氮效果。

悬浮固体生物膜是多种、不同功能微生物共生的微生态系统，形成的悬浮载体主要由生物量、胞外多聚物、无机成分以及包裹水和孔隙组成，由于存在物质扩散限制，内部细胞得到的氧气较少，在颗粒污泥内部形成厌氧区，为反硝化菌提供了适当的反硝化条件，MBR系统中从而可以发生同步硝化反硝化，有利于脱氮。反硝化所需的碳源，由悬浮固体生物膜载体中的细胞内储存物质PHB提供，然而当污水中可利用碳源不足时会导致反硝化效果不好。本生物反应器投加的天然有机质既可提供反硝化所需碳源，又可为微生物提供附着生长场所，使世代周期比较长的硝化菌和反硝化菌得以富集增殖，进而强化生物脱氮。

2.有效降低膜污染，提高出水水质，使系统更加稳定。