【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于污水处理，具体涉及一种应用于黑臭水体处理的膜法补氧与微生物强化耦合系统及方法。
技术介绍
1、公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
2、随着工业化和城镇化的迅猛发展，河流水质污染已成为很多城市面临的挑战。城镇水体水质对于流域水质有着极为重要的影响。城镇重污染水体黑臭化的本质是水体中氧含量过低造成的还原态铁等金属离子过多，大幅度降低了光合作用的实现，并改变了水体中的菌落结构，致使水体自清洁能力的丧失。
3、目前常用的水质提升技术为膜曝气生物反应器（ehbr）技术。ehbr技术中，氧需要穿过致密的高分子涂层向菌群传递，氧传质效率低，成效慢。例如，专利cn116903195a公开了一种花炮行业废水中高氯酸盐深度净化系统及其净化方法，该系统包括外压式中空纤维超滤膜组件组成的除浊预处理单元、普通曝气池和臭氧曝气池组成的曝气预处理单元、由填装高氯酸盐选择性树脂吸附剂材料的固定床吸附柱装置组成的深度吸附处理单元。但该系统单纯的曝气补氧氧气利用率低，且补充的氧气不能与微生物处理相结合，处理效果不大。
4、因而亟需一种能够实现氧气利用率高、传质效率快、并使水质快速改善的技术。
技术实现思路
1、为了解决现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种应用于黑臭水体处理的膜法补氧与微生物强化耦合系统及方法，本专利技术提供的一种应用于黑臭水体处
2、为了实现上述目的，本专利技术的技术方案为：
3、本专利技术的第一个方面，提供一种应用于黑臭水体处理的膜法补氧与微生物强化耦合系统，包括池体和气泵，所述池体中安装有一个或多个中空纤维膜曝气组件，每个中空纤维膜曝气组件由曝气管道和两端均与曝气管道相连的一个或多个中空纤维膜组成，曝气管道的气体入口与气泵相连；所述中空纤维膜具有不同的内外层结构，外层有与微生物结合强度高的基团，内层为疏水膜，且所述中空纤维膜上设有微孔，为表面附着的微生物提供氧气同时提供曝气。
4、在本专利技术的一些实施例中，所述曝气管相互连接成矩形框架，所述中空纤维膜以并联的方式竖直设置在曝气管连接成的矩形框架内。
5、在本专利技术的一些实施例中，所述微孔的孔径为0.01-0.05微米，优选为0.02-0.04微米。
6、在本专利技术的一些实施例中，所述中空纤维膜曝气组件的上部和下部均设有支撑装置，上部支撑装置为圆台状，下部支撑装置为圆环状。其中，圆台状支撑装置用于制成其上部设置的相关装置，圆环状支撑装置用于支撑固定整个膜法补氧与微生物强化耦合系统。
7、在本专利技术的一些实施例中，所述上部支撑装置上设有光伏发电装置，其为气泵供电。
8、在本专利技术的一些实施例中，所述光伏发电装置由太阳能板和蓄电池组成。
9、在本专利技术的一些实施例中，所述中空纤维膜的内层为经过含聚二甲基硅氧烷的硅橡胶溶液涂覆形成的疏水膜。
10、在本专利技术的一些实施例中，所述含聚二甲基硅氧烷的硅橡胶溶液的浓度为30%，涂覆次数为1-3次，每次涂覆完毕后进行固化处理，固化温度为210-230℃，固化时间为2-4 h。
11、优选的，涂覆次数为2次，每次涂覆完毕后进行固化处理，固化温度为220℃，固化时间为3h。
12、在本专利技术的一些实施例中，所述中空纤维膜为pvdf膜。pvdf膜具有优异的抗污染、耐腐蚀性能，其比表面积大，可达5108 m2/m3。如此高的比表面积配合膜外引入的氨基、羟基、巯基等与微生物结合强度高的有利基团，提高了微生物与膜表面间的挂膜效率和结合强度，促进菌群的快速、高效构筑。
13、本专利技术的第二个方面，提供一种应用于黑臭水体处理的膜法补氧与微生物强化耦合方法，采用上述的应用于黑臭水体处理的膜法补氧与微生物强化装置，包括如下步骤：
14、控制池体内黑臭水体的ph值在7.0-7.5间，通过气泵向中空纤维膜曝气组件中通入空气，空气通入量为1.8-2.2 m3/h，充氧能力为0.38-0.42 kgo2/h。
15、本专利技术的有益效果为：
16、本专利技术将膜吸收技术与微生物挂膜技术耦合，并将其应用在黑臭水体污染治理和水质提升中。具体的，本专利技术根据菌种挂膜和微生物水环境反应特性，设计不同的内、外层结构。对膜内层进行疏水改性，由主要成分为聚二甲基硅氧烷（pdms）的硅橡胶溶液对内层膜丝进行表面涂覆，经过多次涂覆-固化处理，形成一层致密的复合层，降低了膜的表面自由能，接触角增大，疏水性提升，实现了膜的长效疏水性，确保了膜吸收过程的长效稳定运行。在膜外表面引入氨基、羟基、巯基等与微生物结合强度较高的有利基团，提高微生物与膜表面间的挂膜效率和结合强度，促进菌群的快速、高效构筑。在实际工况中，可通过选配多种好氧微生物包括动胶菌属、黄杆菌属、芽孢杆菌属、微球菌属等，通过改变微生物的菌群生长因素，即通过酸碱中和控制ph值在7.0-7.5间，并通过增加水体流动性、增加水中植物数量的方式提高水中溶解氧，从而开展高效复合菌群选育，开发出具有环境适应性较强的菌株并提高功能微生物菌群的新陈代谢及繁殖过程；并通过对高效菌群净化功能调控机制研究，探索微生物生长规律及对环境变化的响应机制，提升微生物污水处理效率及治理技术。
17、本专利技术采用致密或疏水的微孔中空纤维材料，其具有良好的透气性，巨大的比表面积，同时还具有无泡曝气功能，它为附着在膜表面的微生物提供生命活动所需要的溶解氧。因此，中空纤维膜具有两种功能，其本身是微生物的载体，也可为附着在其表面的微生物提供氧气。微生物在多孔膜表面聚集生长形成生物膜，氧在界面上传递被附着在生物膜上的微生物直接利用，提高了氧的利用率。通过多孔膜的持续供氧，加速生物膜上微生物对污水中有机质的去除，从而净化水质。本专利技术以多孔膜作为微生物生长的载体，大大提高了单位空间内的菌群浓度。此外，由于中空纤维膜的比表面积可高达5108 m2/m3，膜吸收氧气利用率、传质效率远远高于其他的曝气和补氧技术。
18、本专利技术的系统在黑臭水体中应用后，可在30天内解决水体黑臭现象，除总氮外主要污染指标在4个月内达到地表三类水。
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1.一种应用于黑臭水体处理的膜法补氧与微生物强化耦合系统，其特征在于，包括池体和气泵，所述池体中安装有一个或多个中空纤维膜曝气组件，每个中空纤维膜曝气组件由曝气管道和两端均与曝气管道相连的一个或多个中空纤维膜组成，曝气管道的气体入口与气泵相连；所述中空纤维膜具有不同的内外层结构，外层有与微生物结合强度高的基团，内层为疏水膜，且所述中空纤维膜上设有微孔，为表面附着的微生物提供氧气同时提供曝气。
2.如权利要求1所述的一种应用于黑臭水体处理的膜法补氧与微生物强化耦合系统，其特征在于，所述曝气管道相互连接成矩形框架，所述中空纤维膜以并联的方式竖直设置在曝气管连接成的矩形框架内。
3.如权利要求1所述的一种应用于黑臭水体处理的膜法补氧与微生物强化耦合系统，其特征在于，所述微孔的孔径为0.01-0.05微米。
4.如权利要求1所述的一种应用于黑臭水体处理的膜法补氧与微生物强化耦合系统，其特征在于，所述中空纤维膜曝气组件的上部和下部均设有支撑装置，上部支撑装置为圆台状，下部支撑装置为圆环状。
5.如权利要求4所述的一种应用于黑臭水体处理的膜法补
6.如权利要求5所述的一种应用于黑臭水体处理的膜法补氧与微生物强化耦合系统，其特征在于，所述光伏发电装置由太阳能板和蓄电池组成。
7.如权利要求1所述的一种应用于黑臭水体处理的膜法补氧与微生物强化耦合系统，其特征在于，所述中空纤维膜的内层为经过含聚二甲基硅氧烷的硅橡胶溶液涂覆形成的疏水膜。
8.如权利要求7所述的一种应用于黑臭水体处理的膜法补氧与微生物强化耦合系统，其特征在于，所述含聚二甲基硅氧烷的硅橡胶溶液的浓度为30 wt%，涂覆次数为1-3次，每次涂覆完毕后进行固化处理，固化温度为210-230℃，固化时间为2-4 h。
9.如权利要求7所述的一种应用于黑臭水体处理的膜法补氧与微生物强化耦合系统，其特征在于，所述中空纤维膜为PVDF膜。
10.一种应用于黑臭水体处理的膜法补氧与微生物强化耦合方法，其特征在于，采用权利要求1-9任一所述的应用于黑臭水体处理的膜法补氧与微生物强化装置，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种应用于黑臭水体处理的膜法补氧与微生物强化耦合系统，其特征在于，包括池体和气泵，所述池体中安装有一个或多个中空纤维膜曝气组件，每个中空纤维膜曝气组件由曝气管道和两端均与曝气管道相连的一个或多个中空纤维膜组成，曝气管道的气体入口与气泵相连；所述中空纤维膜具有不同的内外层结构，外层有与微生物结合强度高的基团，内层为疏水膜，且所述中空纤维膜上设有微孔，为表面附着的微生物提供氧气同时提供曝气。
2.如权利要求1所述的一种应用于黑臭水体处理的膜法补氧与微生物强化耦合系统，其特征在于，所述曝气管道相互连接成矩形框架，所述中空纤维膜以并联的方式竖直设置在曝气管连接成的矩形框架内。
3.如权利要求1所述的一种应用于黑臭水体处理的膜法补氧与微生物强化耦合系统，其特征在于，所述微孔的孔径为0.01-0.05微米。
4.如权利要求1所述的一种应用于黑臭水体处理的膜法补氧与微生物强化耦合系统，其特征在于，所述中空纤维膜曝气组件的上部和下部均设有支撑装置，上部支撑装置为圆台状，下部支撑装置为圆环状。
5.如权利要求4所述的一种应用于黑臭...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐先莽，顾文丽，袁文鹏，赵培玉，王金，李培闯，徐丽丹，赵景森，
申请(专利权)人：山东省科学院菏泽分院，
类型：发明
国别省市：
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