公布日：2023.12.22
申請日：2023.11.07
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/00(2023.01)N;C02F1/44(2023.01)N;C02F1/66(2023.01)N;C02F3/28(2023.01)N;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本發(fā)明提供了一種具有調(diào)溫功能的環(huán)保型飲料生產(chǎn)廢水處理設備及方法，屬于廢水處理技術領域。包括與外部飲料生產(chǎn)廢水出水口連接的電導預測箱、分別與所述電導預測箱的出水口連接且連接處均設有電磁閥的污水處理組件和回用處理組件、與所述回用處理組件連接的調(diào)溫組件；通過電導儀對進入檢測盒內(nèi)的水體的電導率進行檢測，通過檢測水體的電導率，區(qū)分該水源是否可用于飲料生產(chǎn)回用水源，有針對性的對水源進行區(qū)分處理，具有節(jié)能減排的效果，大大提升了水源的回收利用率；且在超濾處理前對廢水進行第一次調(diào)溫，在微生物降解處理前對廢水進行第二次調(diào)溫，使水溫滿足超濾處理設備和UASB反應器處理時的最佳溫度，提高污水處理效果。
權利要求書
1.一種用于強化污水脫氮的新型填料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)從廢舊中空纖維膜組件中獲取廢舊膜絲；(2)將廢舊膜絲浸泡在pH為8-9的次氯酸鈉溶液中，處理后使其余氯暴露當量為2000-100000ppm·h，清洗、干燥后獲得初步改性膜絲；(3)將廢舊膜絲浸泡在涂敷液中，涂敷液包括0.3wt％-0.7wt％還原鐵粉、0.5wt％-1.5wt％鹽酸多巴胺和余量溶劑，干燥后獲得最終改性膜絲。
2.如權利要求1所述的一種用于強化污水脫氮的新型填料的制備方法，其特征在于，在步驟(2)中，浸泡時間為2h-10h。
3.如權利要求1所述的一種用于強化污水脫氮的新型填料的制備方法，其特征在于，在步驟(3)中，浸泡時間為3h-5h。
4.如權利要求1所述的一種用于強化污水脫氮的新型填料的制備方法，其特征在于，所述廢舊中空纖維膜組件來源于飲用水處理、市政污水處理或工業(yè)廢水處理廠的MBR。
5.如權利要求1所述的一種用于強化污水脫氮的新型填料的制備方法，其特征在于，所述廢舊中空纖維膜組件的膜材質(zhì)為醋酸纖維素、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚丙烯中的至少一種，所述廢舊中空纖維膜組件的膜孔徑為0.02-0.2μm。
6.一種如權利要求1-5任一所述的用于強化污水脫氮的新型填料的制備方法制備獲得的用于強化污水脫氮的新型填料。
7.一種如如權利要求6所述的用于強化污水脫氮的新型填料在污水脫氮處理設備中的應用。
8.一種如權利要求6所述的用于強化污水脫氮的新型填料的掛膜方法，其特征在于，包括以下步驟：掛膜啟動階段時，以A2/O工藝為主體的城市污水處理廠缺氧池污泥作為接種污泥，以污水廠二沉池出水配制硝酸鹽溶液作為進水基質(zhì)，將反硝化碳源作為外加碳源通過新型填料打入掛膜池，由新型填料的膜腔內(nèi)部向外進行碳源擴散；掛膜期間污泥濃度維持在4000-6000mg/L，系統(tǒng)的污泥齡SRT設定為12h-36h，水力停留時間HRT為12h-36h，控制溶解氧DO濃度<0.5mg/L，反硝化碳源的通量為1L/(m2˙h)，并按照碳源需求量調(diào)節(jié)其投加量。
9.如權利要求8所述的一種用于強化污水脫氮的新型填料的掛膜方法，其特征在于，硝酸鹽溶液的濃度為25-100mgN/L。
10.如權利要求8所述的一種用于強化污水脫氮的新型填料的掛膜方法，其特征在于，外加碳源為含葡萄糖和冰乙酸的溶液，濃度為5-20gCOD/L，葡萄糖和冰乙酸質(zhì)量比為(1-5):1。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種用于強化污水脫氮的新型填料及其制備方法和掛膜方法，為克服廢舊中空纖維膜絲富集生物膜難、掛膜時間長的問題，通過對廢舊中空纖維膜進行改性處理，以提高其富集反硝化微生物能力，作為新型填料可用于污水脫氮處理。
為了解決上述技術問題，本發(fā)明目的之一提供了一種用于強化污水脫氮的新型填料的制備方法，包括以下步驟：
(1)從廢舊中空纖維膜組件中獲取廢舊膜絲；
(2)將廢舊膜絲浸泡在pH為8-9的次氯酸鈉溶液中，處理后使其余氯暴露當量為2000-100000ppm·h，清洗、干燥后獲得初步改性膜絲；
(3)將廢舊膜絲浸泡在涂敷液中，涂敷液包括0.3wt％-0.7wt％還原鐵粉、0.5wt％-1.5wt％鹽酸多巴胺和余量溶劑，干燥后獲得最終改性膜絲。
通過采用上述方案，使用高余氯當量的次氯酸鈉溶液浸泡廢舊膜絲，可以破壞廢舊膜絲中殘余的疏水性不可逆污染并引入親水基團，提高親水性能，相比于傳統(tǒng)生物填料提高疏水性以便于更多微生物附著的改性方式，本申請利用次氯酸鈉提高填料親水性可以限制附著微生物的種類，掛膜時使新型填料表面附著群落的生態(tài)位變窄，進而有利于特異性附著相似功能的菌群即反硝化微生物；膜表面的粗糙度是影響膜填料快速掛膜的又一重要因素，在不影響孔道親水性和碳源擴散能力的基礎上，利用還原鐵粉原位聚合改性的方式控制廢舊膜絲表面的粗糙度，進一步富集反硝化生物膜；
同時，控制次氯酸鈉溶液的pH為8-9，這是因為在弱酸和中性條件下，次氯酸鈉溶液中的次氯酸分子含量過高，會破壞膜表面官能團而暴露疏水的骨架，不利于掛膜期間外加碳源在膜填料孔道的擴散。
作為優(yōu)選方案，在步驟(2)中，浸泡時間為2h-10h。
通過采用上述方案，廢舊膜絲改性過程的余氯暴露當量是影響膜填料富集反硝化生物膜的重要因素，控制次氯酸鈉溶液的浸泡時間可以控制廢舊膜絲的余氯暴露當量。改性時余氯暴露當量較小將無法有效破壞廢舊膜絲孔道的殘余的疏水性不可逆膜污染，而余氯當量暴露較大則會氧化破壞膜表面的親水基團，使疏水的PVDF骨架裸露而增加膜填料的疏水性。
作為優(yōu)選方案，在步驟(3)中，浸泡時間為3h-5h。
作為優(yōu)選方案，所述廢舊中空纖維膜組件來源于飲用水處理、市政污水處理或工業(yè)廢水處理廠的MBR。
作為優(yōu)選方案，所述廢舊中空纖維膜組件的膜材質(zhì)為醋酸纖維素、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚丙烯中的至少一種。
作為優(yōu)選方案，所述廢舊中空纖維膜組件的膜孔徑為0.02-0.2μm。
為了解決上述技術問題，本發(fā)明目的之二提供了一種用于強化污水脫氮的新型填料的制備方法制備獲得的用于強化污水脫氮的新型填料。
為了解決上述技術問題，本發(fā)明目的之三提供了一種用于強化污水脫氮的新型填料在污水脫氮處理設備中的應用，具體可應用于液態(tài)碳源擴散器。
為了解決上述技術問題，本發(fā)明目的之四提供了一種用于強化污水脫氮的新型填料的掛膜方法，包括以下步驟：
掛膜啟動階段時，以A2/O工藝為主體的城市污水處理廠缺氧池污泥作為接種污泥，以污水廠二沉池出水配制硝酸鹽溶液作為進水基質(zhì)，將反硝化碳源作為外加碳源通過新型填料打入掛膜池，由新型填料的膜腔內(nèi)部向外進行碳源擴散；
掛膜期間污泥濃度維持在4000-6000mg/L，系統(tǒng)的污泥齡SRT設定為12h-36h，水力停留時間HRT為12h-36h，控制溶解氧DO濃度<0.5mg/L，反硝化碳源的通量為1L/(m2˙h)，并按照碳源需求量調(diào)節(jié)其投加量。
作為優(yōu)選方案，硝酸鹽溶液的濃度為25-100mgN/L。
作為優(yōu)選方案，外加碳源為含葡萄糖和冰乙酸的溶液，濃度為5-20gCOD/L，葡萄糖和冰乙酸質(zhì)量比為(1-5):1。
通過采用上述方案，外加碳源的濃度并非越高越好，當碳源濃度過高時掛膜池內(nèi)部會出現(xiàn)膜污染，控制外加碳源的通量還可以避免外加碳源投加泵的壓力增加導致廢舊膜絲爆破。
相比于現(xiàn)有技術，本發(fā)明實施例具有如下有益效果：
1、本申請針對膜法水處理工程中廢舊膜材料的循環(huán)利用問題，圍繞廢舊膜材料為原料進行新型填料的制備，新型填料成功降低了填料表面的水接觸角，強化了單位膜面積的生物膜富集能力，使填料表面生物膜的單位反硝化速率提高了223％，解決了廢舊膜填料的難富集生物膜和掛膜時間長的問題。
2、本申請先通過高余氯當量的次氯酸堿液破壞廢舊中空纖維膜的不可逆膜污染物，改變膜填料表面的親疏水性并增強膜填料孔道的碳源擴散能力，再利用鹽酸多巴胺的自聚合反應，結合還原鐵粉原位聚合方式控制膜填料表面的粗糙性，進一步強化了膜表面富集反硝微生物的能力。
3、本申請適合用于處理污水的中空纖維復合膜材料，可實現(xiàn)廢舊膜組件的循環(huán)利用和實現(xiàn)污水氮素的高效脫除，新型膜填料表面富集的反硝化生物膜具備有遠高于普通活性污泥絮體的反硝化速率。
（發(fā)明人：陳世群;商慶宏）
