《降低膜生物反應(yīng)器中膜污染的研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、降低膜生物反應(yīng)器中膜污染的研究　?　　膜生物反應(yīng)器（MBR）是利用高效分離膜組件取代二沉池與生物處理中的生物單元組合形成一套有機(jī)整體的水凈化再生技術(shù)。MBR利用膜的截留作用，幾乎能將全部的污泥及微生物截留下來，使生物單元具有很高的污泥濃度，不但提高了其對有機(jī)物的去除率，而且使其對氨氮的去除率也明顯增高。MBR還具有占地面積少，出水水質(zhì)好，運(yùn)行穩(wěn)定，操作簡單，易于自動控制等優(yōu)點(diǎn)，污泥停留時間與水力停留時間分離，克服了活性污泥與自身無法克服的缺點(diǎn)［1］?！　∫沟肕BR真正推廣應(yīng)用還需要克服膜污染、膜濃差極化、膜堵塞等問題，增加膜通量，延長膜壽命。1膜污染的類型　　膜污染是由于被處理

2、物料中的微粒、膠體粒子或溶質(zhì)分子與膜發(fā)生物理化學(xué)作用，或因濃度極化使某些溶質(zhì)在膜表面濃度超過其溶解度，以及機(jī)械作用而引起的人膜表面或膜孔內(nèi)吸附、沉積造成膜孔徑變小或堵塞，使膜產(chǎn)生透過流量與分離特性的不可逆變化現(xiàn)象。膜污染直接導(dǎo)致了膜通量下降，膜使用壽命大大縮短。膜污染分為可逆和不可逆膜污染。如濃差極化，可通過物理、化學(xué)和生物方法來減輕和改善的一類污染為可逆膜污染；而膜孔堵塞、不合理的料液性質(zhì)使膜受到腐蝕及膜的自身劣化等稱為不可逆膜污染。從污染物的性質(zhì)又可分為有機(jī)污染，如胞外聚合物、溶解性有機(jī)物、蛋白質(zhì)、脂肪及細(xì)微膠體等；無機(jī)污染，如廢水中碳酸鹽、硫酸鹽、硅酸鹽、凝膠無機(jī)膠體等；生

3、物污染，如簾式中空纖維膜組件，其可視為柔性填料，處理不當(dāng)，微生物易在其上面吸附生長，形成生物膜，造成水通量下降［2］。　　2膜污染的數(shù)學(xué)模型　　許多人從不同的角度建立了不同的污染數(shù)學(xué)模型，但在MBR中使用較多的還是用膜阻力系數(shù)來表征膜的污染程度。　　3膜污染形成原因　　膜污染導(dǎo)致膜通量下降，其形成原因概括起來可分為以下幾種。3.1料液的性質(zhì)　　在MBR中泥水混合液的特性直接影響到膜的污染程度和膜的使用壽命，如反應(yīng)器中的污泥濃度、pH值、泥水混合液的粘度及菌膠團(tuán)的大小及特性等。3.2膜的結(jié)構(gòu)和特性　　膜的結(jié)構(gòu)可分為對稱膜和不對稱膜，目前選用較多的是不對稱膜；較早出現(xiàn)的對稱膜組件，兩

4、側(cè)是致密的分離層，中間是疏松多孔的支撐層，污染物質(zhì)可能通過一側(cè)致密層，卻可能被另一側(cè)的致密層阻擋，造成膜孔道的堵塞，所以一般來講，不對稱的膜組件較對稱的膜組件更具抗污染特性。此外，膜孔徑大小，膜的截割相對分子質(zhì)量大?。?］，膜的孔徑分布，選用膜的材料的不同等都是影響膜污染程度的重要因素。3.3泥水混合液與膜之間的相互作用3.3.1靜電作用　　對于荷電膜來講，膜材料帶有極性基團(tuán)，當(dāng)與泥水混合液接觸后，膜表面荷電，如果泥水混合液中所含的帶電物質(zhì)與膜所帶的電極性相異則互相吸引，該物質(zhì)吸附在膜表面使得膜被污染［5］。3.3.2溶劑化作用　　膜經(jīng)過改性后，有親水性和疏水性膜之分，親水的膜表

5、面與水形成氫鍵，這種水處于有序結(jié)構(gòu)，當(dāng)污泥或其它疏水溶質(zhì)要接近膜表面，必須破壞有序水，這需要能量，不易進(jìn)行，所以該種膜較疏水膜不易被污染。3.4膜操作參數(shù)的影響　　膜操作參數(shù)包括料液流速，操作壓力，溫度，曝氣速度，MLSS，污泥停留時間（SRT），水力停留時間（HRT）等。通常，對于分置式MBR來說，提高料液流速，大大提高了泥水混合液對膜表面的剪切力作用，可以降低濃差極化和沉積層的形成，提高水通量［6］。在濃差極化現(xiàn)象不嚴(yán)重的情況下，可通過提高操作壓力來提高透水率，但壓力不是越高越好，因?yàn)殡S著壓力的提高，膜表面凝膠層越易形成，加重膜污染。泥水混合液的粘度也會隨著溫度的提高而下降，

6、可過濾性有很大提高，但是在提高溫度的同時需要考慮經(jīng)濟(jì)效益和微生物的生長需要。對于一體式MBR，曝氣量對于降低膜污染也是非常重要的，大的曝氣量有利于提高膜表面的沖刷作用，減緩凝膠層的形成。4降低膜污染的幾種思路　　目前對膜污染的研究比較深人。在MBR領(lǐng)域，許多研究學(xué)者也從不同角度研究了降低膜污染的方法，下面將降低膜污染的幾種思路歸納如下。4.1從膜組件考慮　　在MBR中，用于泥水分離的膜組件要根據(jù)其自身的特點(diǎn)和操作特性來設(shè)計膜組件。天津膜天技術(shù)有限公司根據(jù)一體式MBR的特點(diǎn)設(shè)計出了簾式膜組件，由于污泥不易在膜上滯留，并且曝氣時在膜表面較易取得較好的紊流效果，達(dá)到降低膜污染的目的。清

7、華大學(xué)錢易教授等還作了MBR的水力學(xué)研究，提出了生物反應(yīng)器越高，上升的流道越窄，下降流和底部通道越寬，越能較好地降低膜污染［7］，這是由于在反應(yīng)器上部污泥易下沉，導(dǎo)致膜附近污泥濃度低，降低膜污染。　　膜材料的選擇，孔徑的確定及膜面親疏水性的選擇都在一定程度上影響了膜污染的降低［8］。MBR中常用的膜材料有聚砜、聚丙烯睛、聚烯烴類等，王猛等對膜材料實(shí)驗(yàn)得出，聚丙烯類有優(yōu)于聚砜抗污染的特點(diǎn)［9］。還有人作過采用無機(jī)膜替有機(jī)膜組成MBR的研究，其優(yōu)點(diǎn)是機(jī)械性好，壽命長，易拆卸清洗，但制