本實用新型涉及一種低溫低濁高色高氨氮水源水處理裝置。
背景技術(shù)：
近年來，膜技術(shù)已廣泛應用于水處理領(lǐng)域，其中，微濾/超濾(MF/UF)膜用于自來水生產(chǎn)發(fā)展特別迅速。隨著膜價格的下降，它有望取代混凝、沉淀砂濾、消毒等常規(guī)飲用水生產(chǎn)工藝，成為水處理領(lǐng)域最重要的技術(shù)革新之一。膜生物反應器(Membrane Bioreactor，MBR)具有活性污泥法不可比擬的優(yōu)點，如對水中懸浮固體物質(zhì)、大分子有機物以及微生物等均有良好去除效果、工藝流程短、占地面積少、污泥濃度高、剩余污泥產(chǎn)量少、易于實現(xiàn)全自動化運行管理等，但MBR也存在不足，如對微生物代謝產(chǎn)物、細菌以及溶解性有機物(DOM)等去除能力非常有限，易造成膜污染。膜污染是制約UF-MBR工藝推廣應用的瓶頸，其控制方法主要集中在進水預處理、膜材料開發(fā)、污泥混合液特性改善與操作條件優(yōu)化4方面，其中污泥混合液特性改善是近年膜污染的研究熱點之一，基于見效快、易操控等優(yōu)勢，多向MBR中添加懸浮物、顆粒載體(活性炭、沸石、粉煤灰、塑料顆粒)或絮凝劑等填料緩解膜污染，提高系統(tǒng)的處理效率，但在膜污染控制方面存在以下問題：①懸浮物或顆粒載體在MBR中循環(huán)流動時存在損傷膜表面的潛在性；②混凝劑的加入易對微生物群落的活性帶來負面影響；③粉末填料常用粉末活性炭(PAC)，但價格高昂、生物再生困難等弊端使MBR受成本約束而限制其應用。
現(xiàn)有的混凝-膜生物反應工藝只是將混凝與膜分離簡單組合，對于混凝與膜生物反應器分別為兩個獨立單元分體式組合時，裝置占地面積較大，同時混凝形成的較大絮體經(jīng)過傳輸管道時易發(fā)生破碎，影響混凝作用的發(fā)揮；因混凝反應的混合階段與絮凝階段水力條件不完善而使混合絮凝效果不理想、混凝劑用量較大，同時因混凝作用不充分，難于有效混凝的微細絮體或膠體濃度逐漸增加，易導致膜污染，影響膜通量和膜壽命，現(xiàn)有技術(shù)中還沒有能解決此類問題的裝置。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本實用新型的目的是要解決現(xiàn)有處理低溫低濁高色高氨氮水源水裝置存在裝置占地面積較大的問題，而提供一種改性稻殼-超濾膜生物反應器耦合裝置。
一種改性稻殼-超濾膜生物反應器耦合裝置，它由進水系統(tǒng)、混凝系統(tǒng)、膜生物反應系統(tǒng)、出水系統(tǒng)、反沖洗系統(tǒng)、排泥系統(tǒng)、污泥回流系統(tǒng)和自控系統(tǒng)組成；
所述的進水系統(tǒng)包括進水池、進水泵、進水流量計和進水控制閥門；
所述的混凝系統(tǒng)包括混凝池、攪拌器、進藥箱、混凝劑投加泵和混凝劑流量計；在混凝池中設置攪拌器；
所述的膜生物反應系統(tǒng)包括填料投加箱、膜生物反應器、超濾UF膜組件、曝氣管、曝氣泵、溢流管、液位控制器和填料；所述超濾UF膜組件懸空設置在膜生物反應器內(nèi)；所述曝氣管設置在超濾UF膜組件下方，曝氣管的一端連接曝氣泵；
所述的出水系統(tǒng)包括出水-反沖洗共用壓力表、出水電磁閥Ⅰ、出水-反沖洗共用水泵、出水電磁閥Ⅱ、出水流量計和出水池；
所述的反沖洗系統(tǒng)包括反沖洗電磁閥Ⅰ、出水-反沖洗共用水泵、反沖洗電磁閥Ⅱ、出水-反沖洗共用壓力表和反沖洗流量計；
所述的排泥系統(tǒng)包括污泥泵、排泥閥門和污泥池；
所述的污泥回流系統(tǒng)包括污泥泵和污泥回流閥門；
所述的自控系統(tǒng)包括可編程邏輯控制器、液位控制器、混凝劑流量計、出水-反沖洗共用壓力表、出水電磁閥Ⅰ、出水-反沖洗共用水泵、出水電磁閥Ⅱ、出水流量計、反沖洗電磁閥Ⅰ、反沖洗電磁閥Ⅱ、反沖洗流量計和進水流量計；
所述混凝池與膜生物反應器通過溢流壁隔開，且溢流壁高度低于混凝池和膜生物反應器其他側(cè)壁；
所述液位控制器懸空設置在超濾UF膜組件上方，且液位控制器的指針末端高度高于超濾UF膜組件出水口高度，低于溢流壁高度；
在膜生物反應器非溢流壁的側(cè)壁上設置溢流口，且溢流口的高度低于溢流壁高度，高于液位控制器的指針末端高度，溢流口與溢流管的一端連通，溢流管的另一端與污泥池連通；
待處理污水通過進水系統(tǒng)進入混凝系統(tǒng)，再通過溢流進入膜生物反應系統(tǒng)，處理后的污水通過膜生物反應系統(tǒng)進入出水系統(tǒng)；
通過排泥系統(tǒng)對膜生物反應系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥進行排放；
通過污泥回流系統(tǒng)將膜生物反應系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥回流進入混凝系統(tǒng)；
通過自控系統(tǒng)控制出水系統(tǒng)和反沖洗系統(tǒng)開關(guān)；
通過反沖洗系統(tǒng)對膜生物反應系統(tǒng)中超濾UF膜組件進行反沖洗。
本實用新型優(yōu)點：
1、混凝池與膜生物反應器一體式設計，采用出水-反沖洗共用水泵，減少裝置占地面積。
2、前端設置混凝池，投加混凝劑以去除大分子有機物。避免由于水中大分子有機物等附著在膜表面，反沖洗工作量大的問題。
3、設置了污泥回流系統(tǒng)，利用污泥回流降低混凝劑含量，減緩對生物的抑制；避免過量混凝劑進入膜生物反應器造成生物抑制性而降低活性污泥對氨氮的去除效果。
4、共用水泵，出水和反沖時出水-反沖洗共用水泵連續(xù)運行，降低時開時關(guān)對水泵的損耗。
附圖說明
圖1是本實用新型所述的改性稻殼-超濾膜生物反應器耦合裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
具體實施方式一：結(jié)合圖1，本實施方式是一種改性稻殼-超濾膜生物反應器耦合裝置，它由進水系統(tǒng)、混凝系統(tǒng)、膜生物反應系統(tǒng)、出水系統(tǒng)、反沖洗系統(tǒng)、排泥系統(tǒng)、污泥回流系統(tǒng)和自控系統(tǒng)組成；
所述的進水系統(tǒng)包括進水池1、進水泵2、進水流量計3和進水控制閥門4；
所述的混凝系統(tǒng)包括混凝池5、攪拌器6、進藥箱7、混凝劑投加泵8和混凝劑流量計31；在混凝池5中設置攪拌器6；
所述的膜生物反應系統(tǒng)包括填料投加箱9、膜生物反應器10、超濾UF膜組件11、曝氣管12、曝氣泵13、溢流管14、液位控制器26和填料30；所述超濾UF膜組件11懸空設置在膜生物反應器10內(nèi)；所述曝氣管12設置在超濾UF膜組件11下方，曝氣管12的一端連接曝氣泵13；
所述的出水系統(tǒng)包括出水-反沖洗共用壓力表15、出水電磁閥Ⅰ16、出水-反沖洗共用水泵17、出水電磁閥Ⅱ18、出水流量計19和出水池20；
所述的反沖洗系統(tǒng)包括反沖洗電磁閥Ⅰ21、出水-反沖洗共用水泵17、反沖洗電磁閥Ⅱ22、出水-反沖洗共用壓力表15和反沖洗流量計23；
所述的排泥系統(tǒng)包括污泥泵25、排泥閥門29和污泥池27；
所述的污泥回流系統(tǒng)包括污泥泵25和污泥回流閥門28；
所述的自控系統(tǒng)包括可編程邏輯控制器24、液位控制器26、混凝劑流量計31、出水-反沖洗共用壓力表15、出水電磁閥Ⅰ16、出水-反沖洗共用水泵17、出水電磁閥Ⅱ18、出水流量計19、反沖洗電磁閥Ⅰ21、反沖洗電磁閥Ⅱ22、反沖洗流量計23和進水流量計3；
所述混凝池5與膜生物反應器10通過溢流壁隔開，且溢流壁高度低于混凝池5和膜生物反應器10其他側(cè)壁；
所述液位控制器26懸空設置在超濾UF膜組件11上方，且液位控制器26的指針末端高度高于超濾UF膜組件11出水口高度，低于溢流壁高度；
在膜生物反應器10非溢流壁的側(cè)壁上設置溢流口，且溢流口的高度低于溢流壁高度，高于液位控制器26的指針末端高度，溢流口與溢流管14的一端連通，溢流管14的另一端與污泥池27連通；
待處理污水通過進水系統(tǒng)進入混凝系統(tǒng)，再通過溢流進入膜生物反應系統(tǒng)，處理后的污水通過膜生物反應系統(tǒng)進入出水系統(tǒng)；
通過排泥系統(tǒng)對膜生物反應系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥進行排放；
通過污泥回流系統(tǒng)將膜生物反應系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥回流進入混凝系統(tǒng)；
通過自控系統(tǒng)控制出水系統(tǒng)和反沖洗系統(tǒng)開關(guān)；
通過反沖洗系統(tǒng)對膜生物反應系統(tǒng)中超濾UF膜組件11進行反沖洗。
本實施方式所述混凝池5中經(jīng)過混凝后的污水通過溢流壁從混凝池5溢流入膜生物反應器10中。
本實施方式當膜生物反應器10中液體接觸液位傳感器26的指針時，此信號由液位傳感器26輸入可編程邏輯控制器24，此時可編程邏輯控制器24控制出水電磁閥Ⅰ16、出水-反沖洗共用水泵17和出水電磁閥Ⅱ18開啟。
本實施方式所述的超濾UF膜組件11為中聚偏氟乙烯空纖維簾式膜組件，由天津膜天科技股份有限公司生產(chǎn)，其pH范圍為2～10；允許操作壓力為0.01MPa～0.05MPa；膜孔徑0.02μm～0.2μm；外徑400μm～450μm，內(nèi)徑320μm～350μm；膜尺寸80cm×1000根；其截留分子量為60000～100000；孔隙率為40％～50％。
圖1是本實用新型所述的改性稻殼-超濾膜生物反應器耦合裝置結(jié)構(gòu)示意圖，圖中1表示進水池；2表示進水泵；3表示進水流量計；4表示進水控制閥門；5表示混凝池；6表示攪拌器；7表示進藥箱；8表示混凝劑投加泵；9表示填料投加箱；10表示膜生物反應器；11表示超濾UF膜組件；12表示曝氣管；13表示曝氣泵；14表示溢流管；15表示出水-反沖洗共用壓力表；16表示出水電磁閥Ⅰ；17表示出水-反沖洗共用水泵；18表示出水電磁閥Ⅱ；19表示出水流量計；20表示出水池；21表示反沖洗電磁閥Ⅰ；22表示反沖洗電磁閥Ⅱ；23表示反沖洗流量計；24表示可編程邏輯控制器；25表示污泥泵；26表示液位控制器；27表示污泥池；28表示污泥回流閥門；29表示排泥閥門；30表示填料；31表示混凝劑流量計。
本實用新型嘗試將高濃度改性稻殼投加到UF-MBR中，形成改性稻殼-UF-MBR組合工藝，研究UF-MBR、改性稻殼-UF-MBR兩平行系統(tǒng)對低溫高色高氨氮水源水的除污效果、反應器內(nèi)活性污泥性能以及膜污染情況，考察改性稻殼的作用機理與效能，探索處理低溫高色高氨氮水源水或有效減緩MBR膜污染的新方法，并為改性稻殼-UF-MBR的推廣應用提供技術(shù)支持。
稻殼中無定形水合二氧化硅含量為15％～20％，其它主要成分為碳氫化合物。稻殼具有硅含量大、多孔性容量小、質(zhì)地粗糙等特點，生產(chǎn)的活性炭對多種有機化合物都有強吸附能力，且不含有有害雜質(zhì)(如鉛、砷)，可用于水處理等多種行業(yè)，具有巨大的市場潛力，稻殼原料充足、價格低廉、由此生產(chǎn)的活性炭產(chǎn)品成本低，既節(jié)約了能源又實現(xiàn)了廢物資源化，符合可持續(xù)發(fā)展要求，具有較大的實用價值和應用前景。
基于膜污染減緩原理驗證改性稻殼-UF-MBR組合工藝的可行性：改性稻殼-UF-MBR組合工藝集改性稻殼的強吸附作用、MBR的生物降解以及膜的高效截留作用為一體，其中稻殼基活性炭具有巨大的比表面積和發(fā)達的孔隙結(jié)構(gòu)易于吸附富集有機物，同時也是微生物附著生長的良好載體，使得整個系統(tǒng)的生物活性高、穩(wěn)定性強；改性稻殼吸附部分微生物的胞外聚合物，在膜表面形成濾餅層，可有效地減緩膜污染以及過膜壓差(TMP)的增長速度，對膜組件具有保護作用。因此改性稻殼的投加有可能使反應器內(nèi)活性污泥的性能得到改善，增加膜透水通量，有效減緩膜污染，使UF-MBR系統(tǒng)的出水水質(zhì)得到改善，對污染物的去除效能更加穩(wěn)定可靠，提高了系統(tǒng)抵抗沖擊負荷的能力。
膜生物反應器10中的沉淀污泥回流至混凝池5，可改善低濁水的混凝效果；此外，吸附大量氨氮、有機物的改性稻殼可作為肥料，利用可再生資源是當前環(huán)境綠色高新技術(shù)的發(fā)展趨勢；黑龍江省農(nóng)村每年產(chǎn)生的6500萬噸秸稈與8000萬噸畜禽糞(造成高色高氨氮水質(zhì)重要原因)有待得到有效處理。
具體實施方式二：結(jié)合圖1，本實施方式與具體實施方式一的不同點是：待處理污水存放在進水池1中，利用進水泵2將待處理污水通過進水流量計3和進水控制閥門4送入混凝池5中。其他與具體實施方式一相同。
具體實施方式三：結(jié)合圖1，本實施方式與具體實施方式一或二之一不同點是：混凝劑存放在進藥箱7中，利用混凝劑投加泵8將混凝劑通過混凝劑流量計31送入混凝池5中。其他與具體實施方式一或二相同。
具體實施方式四：結(jié)合圖1，本實施方式與具體實施方式一至三之一不同點是：填料30存放在填料投加箱9中，通過填料投加箱9將填料30投加到膜生物反應器10中。其他與具體實施方式一至三相同。
具體實施方式五：結(jié)合圖1，本實施方式與具體實施方式一至四之一不同點是：混凝池5中經(jīng)過混凝后的污水通過溢流壁從混凝池5溢流入膜生物反應器10中。其他與具體實施方式一至四相同。
具體實施方式六：結(jié)合圖1，本實施方式與具體實施方式一至五之一不同點是：當膜生物反應器10中液體接觸液位傳感器26的指針時，此信號由液位傳感器26輸入可編程邏輯控制器24，此時可編程邏輯控制器24控制出水電磁閥Ⅰ16、出水-反沖洗共用水泵17和出水電磁閥Ⅱ18開啟。其他與具體實施方式一至五相同。
具體實施方式七：結(jié)合圖1，本實施方式與具體實施方式一至六之一不同點是：在膜生物反應器10底部出泥口通過污泥泵25和排泥閥門29與污泥池27連通，在膜生物反應器10底部出泥口通過污泥泵25和污泥回流閥門28與混凝池5連通。其他與具體實施方式一至六相同。
具體實施方式八：結(jié)合圖1，本實施方式與具體實施方式一至七之一不同點是：處理后污水通過超濾UF膜組件11的出水口，依次經(jīng)過出水電磁閥Ⅰ16、出水-反沖洗共用水泵17、出水電磁閥Ⅱ18和出水流量計19進入出水池20中。其他與具體實施方式一至七相同。
具體實施方式九：結(jié)合圖1，本實施方式與具體實施方式一至八之一不同點是：反沖洗時，出水電磁閥Ⅰ16和出水電磁閥Ⅱ18關(guān)閉，反沖洗電磁閥Ⅰ21和反沖洗電磁閥Ⅱ22開啟，出水池20存放的處理后污水依次經(jīng)過反沖洗電磁閥Ⅰ21、出水-反沖洗共用水泵17、反沖洗電磁閥Ⅱ22和反沖洗流量計23，通過超濾UF膜組件11的出水口對超濾UF膜組件11進行反沖洗。其他與具體實施方式一至八相同。
本實用新型內(nèi)容不僅限于上述各實施方式的內(nèi)容，其中一個或幾個具體實施方式的組合同樣也可以實現(xiàn)發(fā)明的目的。
采用下述試驗驗證本實用新型效果
實施例1：結(jié)合圖1，一種改性稻殼-超濾膜生物反應器耦合裝置，它由進水系統(tǒng)、混凝系統(tǒng)、膜生物反應系統(tǒng)、出水系統(tǒng)、反沖洗系統(tǒng)、排泥系統(tǒng)、污泥回流系統(tǒng)和自控系統(tǒng)組成；
所述的進水系統(tǒng)包括進水池1、進水泵2、進水流量計3和進水控制閥門4；
所述的混凝系統(tǒng)包括混凝池5、攪拌器6、進藥箱7、混凝劑投加泵8和混凝劑流量計31；在混凝池5中設置攪拌器6；
所述的膜生物反應系統(tǒng)包括填料投加箱9、膜生物反應器10、超濾UF膜組件11、曝氣管12、曝氣泵13、溢流管14、液位控制器26和填料30；所述超濾UF膜組件11懸空設置在膜生物反應器10內(nèi)；所述曝氣管12設置在超濾UF膜組件11下方，曝氣管12的一端連接曝氣泵13；
所述的出水系統(tǒng)包括出水-反沖洗共用壓力表15、出水電磁閥Ⅰ16、出水-反沖洗共用水泵17、出水電磁閥Ⅱ18、出水流量計19和出水池20；
所述的反沖洗系統(tǒng)包括反沖洗電磁閥Ⅰ21、出水-反沖洗共用水泵17、反沖洗電磁閥Ⅱ22、出水-反沖洗共用壓力表15和反沖洗流量計23；
所述的排泥系統(tǒng)包括污泥泵25、排泥閥門29和污泥池27；
所述的污泥回流系統(tǒng)包括污泥泵25和污泥回流閥門28；
所述的自控系統(tǒng)包括可編程邏輯控制器24、液位控制器26、混凝劑流量計31、出水-反沖洗共用壓力表15、出水電磁閥Ⅰ16、出水-反沖洗共用水泵17、出水電磁閥Ⅱ18、出水流量計19、反沖洗電磁閥Ⅰ21、反沖洗電磁閥Ⅱ22、反沖洗流量計23和進水流量計3；
所述混凝池5與膜生物反應器10通過溢流壁隔開，且溢流壁高度低于混凝池5和膜生物反應器10其他側(cè)壁；
所述液位控制器26懸空設置在超濾UF膜組件11上方，且液位控制器26的指針末端高度高于超濾UF膜組件11出水口高度，低于溢流壁高度；
在膜生物反應器10非溢流壁的側(cè)壁上設置溢流口，且溢流口的高度低于溢流壁高度，高于液位控制器26的指針末端高度，溢流口與溢流管14的一端連通，溢流管14的另一端與污泥池27連通；
待處理污水通過進水系統(tǒng)進入混凝系統(tǒng)，再通過溢流進入膜生物反應系統(tǒng)，處理后的污水通過膜生物反應系統(tǒng)進入出水系統(tǒng)；
通過排泥系統(tǒng)對膜生物反應系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥進行排放；
通過污泥回流系統(tǒng)將膜生物反應系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥回流進入混凝系統(tǒng)；
通過自控系統(tǒng)控制出水系統(tǒng)和反沖洗系統(tǒng)開關(guān)；
通過反沖洗系統(tǒng)對膜生物反應系統(tǒng)中超濾UF膜組件11進行反沖洗。
待處理污水存放在進水池1中，利用進水泵2將待處理污水通過進水流量計3和進水控制閥門4送入混凝池5中。
混凝劑存放在進藥箱7中，利用混凝劑投加泵8將混凝劑通過混凝劑流量計31送入混凝池5中。
填料30存放在填料投加箱9中，通過填料投加箱9將填料30投加到膜生物反應器10中。
混凝池5中經(jīng)過混凝后的污水通過溢流壁從混凝池5溢流入膜生物反應器10中。
當膜生物反應器10中液體接觸液位傳感器26的指針時，此信號由液位傳感器26輸入可編程邏輯控制器24，此時可編程邏輯控制器24控制出水電磁閥Ⅰ16、出水-反沖洗共用水泵17和出水電磁閥Ⅱ18開啟。
在膜生物反應器10底部出泥口通過污泥泵25和排泥閥門29與污泥池27連通，在膜生物反應器10底部出泥口通過污泥泵25和污泥回流閥門28與混凝池5連通。
處理后污水通過超濾UF膜組件11的出水口，依次經(jīng)過出水電磁閥Ⅰ16、出水-反沖洗共用水泵17、出水電磁閥Ⅱ18和出水流量計19進入出水池20中。
根據(jù)出水流量計19反饋信息，當出水時間達到25min～30min時，可編程邏輯控制器24控制出水電磁閥Ⅰ16和出水電磁閥Ⅱ18關(guān)閉，同時控制反沖洗電磁閥Ⅰ21和反沖洗電磁閥Ⅱ22開啟，出水池20存放的處理后污水依次經(jīng)過反沖洗電磁閥Ⅰ21、出水-反沖洗共用水泵17、反沖洗電磁閥Ⅱ22和反沖洗流量計23，通過超濾UF膜組件11的出水口對超濾UF膜組件11進行反沖洗。
實施例2：結(jié)合圖1，利用改性稻殼-超濾膜生物反應器耦合裝置處理低溫低濁高色高氨氮水源水的方法，具體是按以下步驟完成的：
啟動階段：以低溫低濁高色高氨氮水源水作為待處理污水，將待處理污水加入膜生物反應器10中，保證待處理污水的液面低于液位傳感器26的指針末端，且完全淹沒超濾UF膜組件11，然后按活性污泥濃度為15000mg/L～20000mg/L接種活性污泥，并通過填料投加箱9將填料30投加到膜生物反應器10中，所述填料30為改性稻殼活性炭，保證膜生物反應器10中懸浮固體濃度為20000mg/L～25000mg/L，啟動曝氣泵13，采用連續(xù)曝氣方式進行曝氣，同時開啟進水泵2、混凝劑投加泵8、攪拌器6和可編程邏輯控制器24，利用進水泵2將待處理污水從進水池1，依次經(jīng)過進水流量計3和進水控制閥門4送入混凝池5中，利用混凝劑投加泵8將混凝劑從進藥箱7，經(jīng)過混凝劑流量計31送入混凝池5中，利用攪拌器6進行混勻，當混凝池5中混凝后的污水達到溢流壁高度時，混凝后的污水通過溢流壁從混凝池5溢流入膜生物反應器10中，所述混凝后的污水中含有微小絮粒；當膜生物反應器10中液體接觸液位傳感器26的指針時，此信號由液位傳感器26輸入可編程邏輯控制器24，此時可編程邏輯控制器24控制出水電磁閥Ⅰ16、出水-反沖洗共用水泵17和出水電磁閥Ⅱ18開啟，利用可編程邏輯控制器24根據(jù)進水流量計3和混凝劑流量計31分別記錄待處理污水加入量和混凝劑加入量，啟動階段結(jié)束；
所述活性污泥是按以下步驟得到的：取自污水廠二次沉淀池的回流污泥，經(jīng)馴化成熟后，即得到活性污泥；
所述改性稻殼活性炭是按以下步驟得到的：稻殼除雜、水洗后經(jīng)1mol/LHCl溶液浸泡4h，水洗至pH值為7～8，在溫度為100℃下干燥，除去K+、Na+、Ca2+、Fe2+、Mg2+，干燥后的稻殼置入馬弗爐隔絕空氣800℃碳化3h，將0.2g碳化稻殼與20mL 1.5mol/L NaOH溶液加熱回流2h，過濾，獲取濾渣并水洗至pH值為7～8，干燥即為改性稻殼活性炭初產(chǎn)品，經(jīng)600℃高溫活化制得改性稻殼活性炭；
改性稻殼的作用效果：對膜生物反應器、改性稻殼-膜生物反應器耦合裝置的污泥混合液體的有機物相對分子量分布進行連續(xù)測定，結(jié)果顯示改性稻殼增加了系統(tǒng)對3K～10KD、10K～100KD、>100KD三區(qū)間有機物(用UV254值表示)的去除效果，較單獨的膜生物反應器分別提高了3％、12％、4％，表明改性稻殼吸附了污泥混合液中部分有機物與微生物代謝產(chǎn)物，此外，投加改性稻殼后的污泥絮體相互聚集、粘結(jié)而形成生物稻殼，為微生物提供了優(yōu)良的生存環(huán)境，增強了污泥活性，使其對有機物的降解能力更強。
正常出水階段：利用進水泵2持續(xù)將待處理污水從進水池1，依次經(jīng)過進水流量計3和進水控制閥門4送入混凝池5中，利用混凝劑投加泵8持續(xù)混凝劑從進藥箱7，經(jīng)過混凝劑流量計31送入混凝池5中，并利用可編程邏輯控制器24根據(jù)進水流量計3和混凝劑流量計31分別記錄待處理污水加入量和混凝劑加入量，曝氣泵13采用連續(xù)曝氣方式持續(xù)曝氣，氣泡的擾動使膜生物反應區(qū)形成微小渦旋，防止絮體下沉，利于絮體的相互碰撞及絮凝作用，進而實現(xiàn)對污染物的充分吸附，曝氣提供的豐富的溶解氧，有利于微生物的生長繁殖，進行生物降解以提高水處理的效果。為了保證膜生物反應器10中懸浮固體濃度為20000mg/L～25000mg/L，及時補充改性稻殼，處理后污水通過超濾UF膜組件11的出水口，依次經(jīng)過出水電磁閥Ⅰ16、出水-反沖洗共用水泵17、出水電磁閥Ⅱ18和出水流量計19進入出水池20中；出水流量計19時時將數(shù)值反饋給可編程邏輯控制器24，通過可編程邏輯控制器24調(diào)節(jié)出水-反沖洗共用水泵17頻率，保證恒流出水；在出水-反沖洗共用水泵17啟動的同時打開污泥回流閥門28，并啟動污泥泵25，進行污泥回流，將混凝池5中污泥濃度(SS)值控制為500mg/L～900mg/L，以降低低濁對凈化效果的影響，提高混凝效果，此時混凝劑(聚合氯化鋁)的投加量降低為初始50％～60％。
反沖洗階段：根據(jù)出水流量計19反饋信息，當出水時間達到25min～30min時，可編程邏輯控制器24控制出水電磁閥Ⅰ16和出水電磁閥Ⅱ18關(guān)閉，同時控制反沖洗電磁閥Ⅰ21和反沖洗電磁閥Ⅱ22開啟，出水池20存放的處理后污水依次經(jīng)過反沖洗電磁閥Ⅰ21、出水-反沖洗共用水泵17、反沖洗電磁閥Ⅱ22和反沖洗流量計23，通過超濾UF膜組件11的出水口對超濾UF膜組件11進行反沖洗；并根據(jù)程序設定的反沖洗流量計23數(shù)值要求，將信號輸入出水-反沖洗共用水泵17的信號輸入端，控制出水-反沖洗共用水泵17變頻器調(diào)節(jié)頻率，使出水-反沖洗共用水泵17轉(zhuǎn)速與所需出水流量相適應，反沖洗水排至膜生物反應器10中，溢流管14控制其內(nèi)水位不至溢出，將多余水排至污泥池27中，反沖洗時間控制在2min～4min。
排泥階段：膜生物反應器10底部污泥積累至曝氣管12底部管壁時，利用污泥泵25經(jīng)排泥閥門29將污泥排至污泥池27，至膜生物反應器10底部懸浮固體濃度為20000mg/L～25000mg/L，以防止堵塞曝氣管12的曝氣孔。
膜清洗階段：當出水-反沖洗共用壓力表15數(shù)值達0.05MPa時，關(guān)閉改性稻殼-超濾膜生物反應器耦合裝置所有系統(tǒng)，取出超濾UF膜組件11，進行清洗。
低溫低濁高色高氨氮水源水的特征：水溫0～5℃，濁度為10NTU～15NTU，色度為40～50度，氨氮高于1mg/L～1.5mg/L。
投加生物易降解的有機碳源(葡萄糖)，使反應器混合液中微生物的生長繁殖不受貧營養(yǎng)環(huán)境的限制，還可促使生物易降解有機物與反應器內(nèi)積累的生物難降解有機物產(chǎn)生共代謝效應，發(fā)掘活性污泥的潛能，保證膜生物反應器10中液體的CODMn5mg/L～7mg/L，TOC 6mg/L～8mg/L，pH＝7。
啟動階段：混凝劑(聚合氯化鋁)投加量為20mg/L～25mg/L，攪拌器6的轉(zhuǎn)速800r/min，在混凝池5停留時間為2min；
正常出水階段，混凝劑(聚合氯化鋁)投加量為10mg/L～15mg/L，攪拌器6的轉(zhuǎn)速800r/min，在混凝池5停留時間為2min；
所述的超濾UF膜組件11為中聚偏氟乙烯空纖維簾式膜組件，由天津膜天科技股份有限公司生產(chǎn)，其pH范圍為2～10；允許操作壓力為0.01MPa～0.05MPa；膜孔徑0.02μm～0.2μm；外徑400μm～450μm，內(nèi)徑320μm～350μm；膜尺寸80cm×1000根；其截留分子量為60000～100000；孔隙率為40％～50％。
膜生物反應器10處理水量為28L/h，水力停留時間HRT為2h；運行時出水流量控制在95～100L/m2·h，時間控制在25～30min，反沖洗出水流量控制在0.4m3/m2·h～0.5m3/m2·h，時間控制在2min～4min；
膜生物反應器10中溶解氧濃度為6mg/L～7mg/L。
運行3天，進水色度穩(wěn)定在50度，出水色度在2度～3度，去除率約為96％；CODMn含量在2.5mg/L～2.2mg/L，去除率達到70％-80％；NH4-N去除率開始時相對較高，約為95％，水中總含氮量的去除率較低，為20％～26％。
運行9天處理后的出水色度在3度～5度；色度去除率為90％～95％；CODMn去除率為40％～48％，其含量在2mg/L左右，但是由于在第九天后換水導致其去除率驟降至40％左右；NH4-N的去除率也有所降低，為77％～85％，水中總含氮量的去除率為19％～29％，出水中的總含氮量為3.3mg/L～5.1mg/L。
運行15天處理后進水色度穩(wěn)定在40度左右，出水色度為0度～4度；出水CODMn為1.62mg/L～1.85mg/L，其去除率為70％～75％，水中NH4-N為1mg/L～1.5mg/L，去除率為80％～88％，水中總含氮量為2.2mg/L～2.8mg/L，去除率為15％～30％。
運行30天，進水色度有所提升，在40度～45度之間，出水色度在1度～2度之間；CODMn去除率接近88％，出水CODMn值穩(wěn)定在1.5mg/L左右；水中NH4-N的去除率與試驗運行前三天基本持平在95％左右，水中總的含氨量逐漸減少，去除率約為25％～40％。
運行45天，出水色度去除率達到94％～98％，出水色度比較穩(wěn)定在2度左右；CODMn去除率為80％-90％；水中NH4-N的去除率穩(wěn)定波動，平均為95％左右，總含氮量的去除率為35％～50％。
運行90天，進水色度穩(wěn)定在37度左右，出水色度接近于0，色度去除率接近98％～100％；CODMn去除率穩(wěn)定波動，平均為85％；水中NH4-N的去除率穩(wěn)定波動，平均為96.2％～98％；出水中總的含氮量穩(wěn)定在0.7～0.9mg/L，去除率達到59％～70％。