公布日：2022.12.16
申请日：2022.10.10
分类号：C02F11/02(2006.01)I;C02F11/121(2019.01)I;C02F1/44(2006.01)I;B01D65/08(2006.01)I
摘要
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。
权利要求书
1.一种制备含有自生生物涂层的FO膜的方法，其特征在于，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；其中，所述的剩余污泥上清液中COD为20-40mg/L、氨氮为0.3-1.0mg/L、TN为10-15mg/L、TP为0.2-0.5mg/L；所述的汲取液为氯化钠溶液。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的剩余污泥中MLSS为4-5g/L、MLVSS为3-4g/L。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的运行是采取连续进料和连续出水的方式运行。
4.权利要求1-3任一项所述的方法制备得到的含有自生生物涂层的FO膜。
5.一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，其特征在于，所述的方法是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如权利要求1-3任一项所述的方法制备好的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。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的剩余污泥处理是采用周期运行，每个周期进泥为剩余污泥，连续进泥直到剩余污泥浓度从4-5g/L升高到40-50g/L时，FO膜停止运行，将浓缩后的剩余污泥全部排放，再进入下一个周期。
7.权利要求4所述的含有自生生物涂层的FO膜在污泥处理领域的应用。
8.权利要求5或6所述的方法在污泥处理领域的应用。
发明内容
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。
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。
在本发明的一种实施方式中，所述的剩余污泥上清液中COD为20-40mg/L、氨氮为0.3-1.0mg/L、TN为10-15mg/L、TP为0.2-0.5mg/L。
在本发明的一种实施方式中，所述的剩余污泥中MLSS为4-5g/L、MLVSS为3-4g/L。
在本发明的一种实施方式中，所述的汲取液为氯化钠溶液。
在本发明的一种实施方式中，所述的FO膜反应器运行了3-5d。
在本发明的一种实施方式中，所述的FO膜的材质包括CTA、TFC等全部商用材质。
在本发明的一种实施方式中，所述的运行是采取连续进料和连续出水的方式运行。
在本发明的一种实施方式中，所述的FO膜反应器为市售的任何一种，控制曝气量为50-200L/min，汲取液循环泵流量为30-50L/min。
在本发明的一种实施方式中，所述的FO膜反应器包括反应器主体1、进料系统2、曝气系统3、排盐系统4和出水系统5，所述出水系统5包括FO系统6与RO系统7；
所述反应器主体1为柱形容器；
所述进料系统2包括贮料罐21和进料泵23，所述贮料罐21由管道和所述进料泵23连通反应器主体1内腔，所述连通贮料罐21和反应器主体1内腔的管道上设置进料泵23；
所述曝气系3包括曝气管31和曝气泵32，所述曝气管31置于反应器主体1内腔底部，所述曝气泵32位于反应器主体1外部，所述曝气管31和所述曝气泵32由管道连接；
所述排盐系统4包括MF膜组件41和蠕动泵42，所述MF膜组件41置于所述反应器主体1内部，所述蠕动泵42与所述MF膜组件41由管道连接，所述MF膜组件41用于排出剩余污泥上清液中的可溶解性盐；
所述FO系统6包括FO膜组件61，汲取液罐62和汲取液循环泵63，所述FO膜组件61置于所述反应器主体1内部，所述FO膜组件61、汲取液循环泵63与汲取液罐62中的汲取液由管道构成循环连接；
所述RO系统7包括RO膜组件71与高压泵72，所述RO膜组件71、高压泵72与汲取液罐62中的汲取液由管道构成循环连接，所述高压泵72用于产生高压使得汲取液流进RO膜组件，所述RO膜组件用于截取汲取液中的溶质，实现高质量水的回收；
在本发明的一种实施方式中，所述反应器主体1的有效容积为3-5L。
在本发明的一种实施方式中，所述反应器主体1为方形柱体。
在本发明的一种实施方式中，所述进料系统2还包括液位控制器22，所述液位控制器22连接在所述进料泵23和所述反应器主体1之间，所述液位控制器22用于判断和控制反应器主体1内的剩余污泥上清液的液位变化。
在本发明的一种实施方式中，所述贮料罐21和所述汲取液罐62底部均设置有搅拌器8，用于搅拌贮料罐21内的液体。
在本发明的一种实施方式中，所述曝气泵32由管道与平行的两个所述曝气管31连接，两个所述曝气管置于反应器主体1内腔底面。
在本发明的一种实施方式中，所述反应器主体1内是剩余污泥上清液。
本发明的第二个目的是本发明所述的方法制备得到的含有自生生物涂层的FO膜。
本发明的第三个目的是提供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，所述的方法是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。
在本发明的一种实施方式中，所述的剩余污泥中COD为20-40mg/L、氨氮为0.3-1.0mg/L、TN为10-15mg/L、TP为0.2-0.5mg/L、MLSS为4-5g/L、MLVSS为3-4g/L。
在本发明的一种实施方式中，所述的剩余污泥处理是采用周期运行，每个周期进泥为剩余污泥，连续进泥直到剩余污泥浓度从4-5g/L升高到40-50g/L时，FO膜停止运行，将浓缩后的剩余污泥全部排放，再进入下一个周期。
本发明的第四个目的是本发明所述的含有自生生物涂层的FO膜在污泥处理领域的应用。
本发明的第五个目的是本发明所述的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在污泥处理领域的应用。
(1)本发明所述的含有自生生物涂层的FO膜制备方法简单，操作容易，且没有添加其他物质，不会对污泥处理过程产生其他未知影响。
(2)本发明所述的自生生物涂层可以缓解污泥处理过程中FO膜通量衰减，提高剩余污泥的浓缩效率。
(3)本发明的自生生物涂层通过简单的物理清洗即可从FO膜上去除，不会对FO膜产生损害，FO膜能多次重复使用，节约了使用成本。
（发明人：王新华;易夏文;潘海龙;潘镜羽;曾俊;朱元聪）
