[发明专利]一种利用自生生物涂层缓解正渗透处理剩余污泥过程中膜污染的方法

说明书

本发明公开了一种利用自生生物涂层缓解正渗透处理剩余污泥过程中膜污染的方法，属于污泥处理技术领域和膜污染控制领域。本发明先将剩余污泥上清液加入FO膜反应器中运行，控制汲取液的浓度为0.25‑0.5mol/L，直到FO膜表面生物涂层的厚度达到10‑25μm，得到所述的含有自生生物涂层的FO膜；之后调整汲取液的浓度为0.5‑1.0mol/L，将待处理的剩余污泥替换剩余污泥上清液直接投入制备好含有自生生物涂层的FO膜的FO膜反应器中进行剩余污泥的处理。本发明提高了FO膜的抗污染性能，缓解FO膜的通量衰减，进一步提高FO技术处理剩余污泥的效率。

技术领域

本发明涉及一种利用自生生物涂层缓解正渗透处理剩余污泥过程中膜污染的方法，属于污泥处理技术领域和膜污染控制领域。

背景技术

活性污泥法及其演变工艺是目前城市污水和工业废水处理领域最常见、应用最广泛的生物处理方法。然而，它们在去除水体中污染物的同时会产生大量的副产物——剩余活性污泥。剩余活性污泥主要是由微生物、微生物代谢产物以及微生物吸附的其他物质组成的褐色絮状物。由于剩余污泥具有极高的含水率，处理成本较高，约占污水厂总处理成本的50％左右。随着污水处理量和处理率的提升，剩余污泥产生量逐年递增。因此，如何经济高效地处理剩余污泥逐渐成为关注的热点。

常规的剩余污泥处理处置方法是经过减量化和稳定化等处理后，再进行综合利用(焚烧发电、土地施用)或者填埋等最终处置。针对传统剩余污泥处理成本高、二次污染重等问题，研究者提出了FO处理剩余污泥的方法，即利用FO过程回收剩余污泥中的水，与此同时通过降低剩余污泥的含水率来实现剩余污泥减量。与传统的剩余污泥处理技术相比，FO技术清洁无污染、能耗低，在实现剩余污泥减量的同时还能回收利用水资源。FO技术处理剩余污泥过程中，由于污泥浓度的不断升高，导致FO膜发生严重污染，进而会降低剩余污泥的浓缩效率。因此，如何缓解FO处理剩余污泥过程中的膜污染就成为该技术应用的关键。

目前，已有研究者提出通过FO膜改性的方法提高FO膜的抗污染性能，例如：专利CN113244777A公开了一种银改性石墨相氮化碳光催化复合FO膜的制备方法，是通过化学沉淀法制备银改性石墨相氮化碳，然后通过真空抽滤法将银改性石墨相氮化碳负载到聚酰胺FO膜表面，以提高FO膜的截留性能、光催化性能以及抗污染能力；专利CN211753986U公开了一种多孔纳米抗菌颗粒FO膜及FO测试装置，是将多孔铜包二氧化钛纳米抗菌颗粒分散嵌入FO膜中，以提高FO膜的通量、生物污染抗性以及盐截留率。但是，虽然现有研究提出通过膜改性来提高FO膜的抗污染性能，但是基本都是采用化学改性的方法进行处理，存在明显的不足。例如，利用化学改性需要添加大量且组成复杂的化学药剂，通常存在操作难度大、经济成本高的问题，且改性过程中会产生废液，大多属于危险废弃物，处理成本高；并且，由于膜面化学物质有脱落的风险，化学改性的FO膜还可能存在效果不稳定的问题；此外，经过化学改性的FO膜在复杂的料液中可能发生无法预料的变化，并不适合处理实际污水或剩余污泥这类复杂料液。

发明内容

[技术问题]

目前，改性FO膜采用的都是化学改性，存在效果不稳定、操作难度大、成本高、化学药剂使用量大、制备过程产生废液等问题。

[技术方案]

为了解决上述问题，本发明通过控制汲取液的浓度、利用剩余污泥上清液在FO膜表面自发负载一层自生生物涂层，提高了FO膜的抗污染性能，缓解FO膜的通量衰减，进一步提高FO技术处理剩余污泥的效率。

本发明的第一个目的是提供一种制备含有自生生物涂层的FO膜的方法，包括如下步骤：

将剩余污泥上清液加入FO膜反应器中运行，控制汲取液的浓度为0.25-0.5mol/L，直到FO膜表面生物涂层的厚度达到10-25μm，得到所述的含有自生生物涂层的FO膜。