專利名稱：一種mbr膜生物污染的綜合控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于污水處理領(lǐng)域，具體涉及一種MBR膜生物污染的綜合控制方法。
背景技術(shù)：
膜生物反應(yīng)器(Membrane BioReactor, MBR)因出水水質(zhì)好、占地體積小等優(yōu)勢近年來在污水回用領(lǐng)域受到了越來越多的青睞。但是，由于微生物粘附在膜上形成生物膜，以及由形成生物膜的細(xì)菌自身代謝和聚合作用產(chǎn)生大量的細(xì)胞外聚合物(Extracel IuarPolymers, EPS)而導(dǎo)致的膜生物污染，造成膜的不可逆堵塞，引起膜通量的持續(xù)下降，致使因頻繁清洗和替換膜而發(fā)生的操作費(fèi)用和成本增加。因此，如何有效控制膜的生物污染是MBR進(jìn)一步廣泛應(yīng)用需隳待解決的重要問題。傳統(tǒng)的降低微生物粘附和膜生物污染的方法主要是基于物理化學(xué)原理，如膜面改性、操作條件的優(yōu)化、常規(guī)的物理化學(xué)清洗等，具有效率低、耗能、對微生物有毒害作用等缺點(diǎn)。因此，非常有必要開發(fā)高效、低毒的膜生物污染控制方法。由于膜的生物污染主要是由微生物在膜上的活動(dòng)引起的，因此，從微生物著手，研究膜的生物控制方法可望成為一種有效的手段。近來，Kolodkin-Kal等人發(fā)現(xiàn)枯草芽孢桿菌產(chǎn)生的D-酪氨酸及其和D-亮氨酸、D-蛋氨酸、D-色氨酸混合物分別在微摩爾和納摩爾濃度水平下就可通過取代細(xì)胞壁上的D-丙氨酸而抑制生物膜的形成，同時(shí)也可對已形成的生物膜解體。因此，本人日前采用PVDF超濾膜組成的MBR恒流系統(tǒng)研究D-酪氨酸及其和D-亮氨酸、D-蛋氨酸、D-色氨酸的混合物對PVDF超濾膜生物污染控制的效果，結(jié)果表明，D-氨基酸先與膜面發(fā)生了作用，對膜造成了一定的污染，從而影響了 D-氨基酸對膜的生物污染的控制。由此可見，研究膜的抗D-氨基酸污染可為D-氨基酸有效控制MBR膜生物污染提供有力保證。但是，相關(guān)研究還沒有報(bào)導(dǎo)。值得注意的是，有關(guān)膜的抗蛋白質(zhì)污染方面的研究開展得較多。其中，膜改性是膜抗蛋白質(zhì)污染研究的一個(gè)重要手段。近來，兩性物質(zhì)，如天然和合成的低聚肽， 已成為一種新型的抗污染材料。其中，氨基酸作為組成蛋白質(zhì)的基本單元，具有相似的兩性活性基團(tuán)，采用氨基酸改性膜也是膜抗蛋白質(zhì)污染的一個(gè)非常有效的途徑。由此推斷，采用D-氨基酸改性膜可望成為膜抗D-氨基酸污染的一個(gè)有效方法，從而保證D-氨基酸對MBR膜生物污染控制的有效進(jìn)行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有MBR膜生物污染控制方法存在的問題及D-氨基酸有效控制膜生物污染的潛力，提出一種MBR膜生物污染的綜合控制方法。即采用D-氨基酸改性超濾膜，為D-氨基酸有效控制MBR系統(tǒng)的膜生物污染創(chuàng)造有利條件。另外，在MBR系統(tǒng)中采用D-氨基酸改性膜，同時(shí)加入D-氨基酸進(jìn)行生物控制，使D-氨基酸對MBR膜生物污染進(jìn)行綜合調(diào)控，為MBR膜生物污染問題的解決提供新型、有效的控制策略，從而促進(jìn)MBR在污水回用領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)其目的。
一種MBR膜生物污染的綜合控制方法，其特征在于采用D-氨基酸改性超濾膜，以利于其抗D-氨基酸污染，同時(shí)在MBR系統(tǒng)中加入D-氨基酸，以控制微生物在膜上的粘附及已在膜上形成生物膜的解體，從而實(shí)現(xiàn)D-氨基酸對MBR膜生物污染的綜合調(diào)控。采用D-酪氨酸、D-亮氨酸、D-蛋氨酸、D-色氨酸或其混合物分別對超濾膜進(jìn)行表面涂覆或表面化學(xué)接枝改性，以減輕或防止D-氨基酸對超濾膜的污染。在MBR系統(tǒng)中，分別加入D-酪氨酸、D-亮氨酸、D-蛋氨酸、D-色氨酸或其混合物，以控制微生物在膜上的粘附及已在膜上形成生物膜的解體。在MBR系統(tǒng)中，采用D-酪氨酸、D-亮氨酸、D-蛋氨酸、D-色氨酸或其混合物改性的超濾膜，同時(shí)加入D-酪氨酸、D-亮氨酸、D-蛋氨酸、D-色氨酸或其混合物，以實(shí)現(xiàn)D-氨基酸對MBR膜生物污染的綜合調(diào)控。
具體實(shí)施例方式以下是對本 發(fā)明的進(jìn)-步說明，而不是對本發(fā)明的限制。實(shí)施例1:采用D-酪氨酸對PVDF超濾膜進(jìn)行表面化學(xué)接枝改性，改性膜的親水性顯著提高，其抗D-氨基酸污染能力由改性前68%提高到96%，同時(shí)在MBR系統(tǒng)中加入0.6mg/L的D-酪氨酸，與未使用改性膜和未添加D-酪氨酸相比，有效減少了微生物的附著和生物膜的形成，使MBR膜抗生物污染能力提高2倍，說明D-酪氨酸能夠綜合調(diào)控MBR膜生物污染。
權(quán)利要求
1.一種MBR膜生物污染的綜合控制方法，其特征在于采用D-氨基酸改性超濾膜，以利于其抗D-氨基酸污染，同時(shí)在MBR系統(tǒng)中加入D-氨基酸，以控制微生物在膜上的粘附及已在膜上形成生物膜的解體，從而實(shí)現(xiàn)D-氨基酸對MBR膜生物污染的綜合調(diào)控。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MBR膜生物污染的綜合控制方法，其特征在于采用D-酪氨酸、D-亮氨酸、D-蛋氨酸、D-色氨酸或其混合物分別對超濾膜進(jìn)行表面涂覆或表面化學(xué)接枝改性，以減輕或防止D-氨基酸對超濾膜的污染。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MBR膜生物污染的綜合控制方法，其特征在于在MBR系統(tǒng)中分別加入D-酪氨酸、D-亮氨酸、D-蛋氨酸、D-色氨酸或其混合物，以控制微生物在膜上的粘附及已在膜上形成生物膜的解體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的MBR膜生物污染的綜合控制方法，其特征在于在MBR系統(tǒng)中，采用D-酪氨酸、D-亮氨酸、D-蛋氨酸、D-色氨酸或其混合物改性的超濾膜，同時(shí)加入D-酪氨酸、D-亮氨酸、D-蛋氨酸、D-色氨酸或其混合物，以實(shí)現(xiàn)D-氨基酸對MBR膜生物污染的綜合調(diào)控 。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種MBR膜生物污染的綜合控制方法，所述方法采用D-氨基酸改性超濾膜，以利于其抗D-氨基酸污染，同時(shí)在MBR系統(tǒng)中加入D-氨基酸，以控制微生物在膜上的粘附及已在膜上形成生物膜的解體，從而實(shí)現(xiàn)D-氨基酸對MBR膜生物污染的綜合調(diào)控。本發(fā)明有效減少了微生物的附著和生物膜的形成，使MBR膜抗生物污染能力顯著提高，為MBR膜生物污染問題的解決提供了一種新型、有效的控制策略。
文檔編號(hào)C02F3/00GK103241830SQ201310208279
公開日2013年8月14日 申請日期2013年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月30日
發(fā)明者郭曉燕 申請人:南開大學(xué)