[發明專利]一種研究填料對膜污染改善的膜生物反應器系統和量化測試方法及應用

有效

• 申請號: 201210130630.1
• 申請日: 2012-04-29
• 公開（公告）號: CN102642920A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 任洪強;胡金;許柯;丁麗麗;耿金菊
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: C02F3/12
• 分類號: C02F3/12;C02F3/10;B01D65/10
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 蔣海軍

1.一種研究填料對膜污染改善的膜生物反應器系統，其特征在于：該系統包括傳統式膜生物反應器（Ⅰ）、第一復合式膜生物反應器（Ⅱ）、第二復合式膜生物反應器（Ⅲ）、儲水箱（1）、平衡箱（2）、曝氣泵（4）、中空纖維膜組件（5）、隔板（6）、懸浮填料（7）、壓力計（8）、抽吸泵（9），其中：

所述的儲水箱（1）的出水口與平衡箱（2）進水口相連接，該平衡箱（2）的出水口分別與傳統式膜生物反應器（Ⅰ）、第一復合式膜生物反應器（Ⅱ）、第二復合式膜生物反應器（Ⅲ）相連接，所述的曝氣泵（4）分別連接至上述三個膜生物反應器的底部，上述的傳統式膜生物反應器（Ⅰ）、第一復合式膜生物反應器（Ⅱ）和第二復合式膜生物反應器（Ⅲ）內部均設置有中空纖維膜組件（5），該中空纖維膜組件（5）出水口與抽吸泵（9）相連接，所述的壓力計（8）安裝于中空纖維膜組件（5）出水口和抽吸泵（9）之間；所述的第一復合式膜生物反應器（Ⅱ）和第二復合式膜生物反應器（Ⅲ）中設置有懸浮填料（7），第一復合式膜生物反應器（Ⅱ）內的中空纖維膜組件（5）兩端設置有帶孔的隔板（6）。

2.根據權利要求1所述的一種研究填料對膜污染改善的膜生物反應器系統，其特征在于：所述的抽吸泵（9）的出水口連接至出水箱（10），所述的壓力計（8）與無紙記錄儀（11）相連接。

3.根據權利要求1或2所述的一種研究填料對膜污染改善的膜生物反應器系統，其特征在于：所述的平衡箱（2）內部設置有浮球閥（3），用于控制平衡箱（2）中的液位與三個膜生物反應器中的液位齊平。

4.根據權利要求3所述的一種研究填料對膜污染改善的膜生物反應器系統，其特征在于：所述的隔板（6）為有機玻璃片，該有機玻璃片上開設有長方形的孔。

5.一種研究填料對膜污染改善的膜生物反應器系統的量化測試方法，其步驟為：

（1）啟動膜生物反應器系統：將待處理原水置于儲水箱（1）中，在第一復合式膜生物反應器（Ⅱ）和第二復合式膜生物反應器（Ⅲ）裝設相同填充比例的懸浮填料（7），啟動曝氣泵（4）和抽吸泵（9）；

（2）采集跨膜壓差數據：待整個膜生物反應器系統啟動完成后，安裝在中空纖維膜組件（5）出水口和抽吸泵（9）之間的壓力計（8）開始檢測傳統式膜生物反應器（Ⅰ）、第一復合式膜生物反應器（Ⅱ）和第二復合式膜生物反應器（Ⅲ）各自內部的中空纖維膜組件（5）跨膜壓差信號，壓力計（8）將上述跨膜壓差信號轉換為電信號傳送至無紙記錄儀（11）；

（3）讀取無紙記錄儀（11）中存儲的三個膜生物反應器的跨膜壓差數據，基于累積阻力模型：

J=ΔP/(μ?R_t)，

其中：J為膜通量；ΔP為跨膜壓差；μ為濾液黏度；R_t為總阻力；根據三個膜生物反應器跨膜壓差的數據計算出三個膜生物反應器中各自的膜阻力R_tCMBR?、R_tHMBR、R_tHMBRb，其中R_tCMBR為傳統式膜生物反應器（Ⅰ）的膜阻力，R_tHMBR為第二復合式膜生物反應器（Ⅲ）的膜阻力，R_tHMBRb為第一復合式膜生物反應器（Ⅱ）的膜阻力；

（4）通過公式R_tc=R_tHMBR-R_tCMBR及R_cm=R_tHMBRb-R_tCMBR計算出懸浮填料（7）引起的總膜阻力變化R_tc以及懸浮填料（7）改變污泥混合液而引起的膜阻力變化R_cm，再根據公式R_tc=R_sc+R_cm計算出懸浮填料（7）的沖刷作用引起的膜阻力變化R_sc；

（5）根據步驟（4）的結果，計算懸浮填料（7）的沖刷作用引起的膜阻力變化百分比η：η=?R_sc×100%/?R_tc，以及懸浮填料（7）改變污泥混合液而引起的膜阻力變化百分比η’：η’=R_cm×100%/?R_tc。

6.根據權利要求1~4中任一項所述的一種研究填料對膜污染改善的膜生物反應器系統在研究復合式膜生物反應器中懸浮填料對膜污染的改善效果量化測試中的應用。