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MBR膜污染的原由

发布时间:2018-05-31      点击次数:1649

        我们都知道,MBR膜技术在污水废水处理领域已经得到了广泛且成熟的应用,但是MBR膜污染的问题,恰恰也是不可避免的,这个令人棘手的问题,具体是怎么来的呢?

MBR膜污染的形成

    MBR膜污染的类型主要有无机污染、有机污染和微生物污染。其中微生物污染是导致膜水通量衰减的主要原因,其表现形式一种为微生物代谢产生的溶解性或胶体物质在膜过程中吸附于膜表面及孔道内;另一种是细菌吸附在膜表面并增殖形成生物膜。

    MBR膜直接与混合液接触,而污泥混合液又是微生物降解污废水中有机物的主要场所,其中充斥着各种粒径大小的活性污泥絮体及胞外聚合物(EPS)。因此MBR膜污染主要被归类于微生物污染,同时兼有机污染和无机污染。

MBR膜污染的分类

根据清洗效果,MBR膜污染被分为可逆污染、不可逆污染和不可恢复污染三大类,他们的形成时间如下图所示:

    可逆污染可通过反冲洗、膜松弛等物理方法消除,一般为堵塞膜孔或粘附于膜表面的较粗大颗粒物或滤饼层。不可逆污染需要定期采用维持性化学清洗或加强型化学清洗进行清除,一般为粘附性更强的物质。膜污染一旦发生,膜通量不可能完全恢复到初始状态,残留污染为不可恢复污染,其长期积累zui终将决定膜的使用寿命。

操作条件对MBR膜污染的影响

    MBR操作条件有:膜通量、污泥龄(SRT)、污泥负荷(F/M)、曝气、温度、水力停留时间(HRT)及操作环境等其中进水水质、污泥龄(SRT)、污泥负荷(F/M)、曝气及操作环境等直接对膜污染因素产生影响。

膜通量:研究表明操作通量不仅通过水力学影响膜的污染程度,还通过生物学进行影响。此外,与恒定跨膜压差(TMP)操作相比,恒定通量操作下膜污染形成相对缓慢,但清洗后膜通量恢复差。

SRT:随着SRT适当延长,MLSS升高,微生物代谢产物(SMP)浓度降低,膜污染得到一定缓解。

曝气:适度的曝气可以破坏浸没式MBR膜面浓差极化,干扰滤饼层形成,抑制凝胶层析出,而曝气过度将会导致生物絮体破碎,膜污染加速,而且能耗增大。曝气只对可逆污染起控制作用,对不可逆污染控制效果并不明显。间歇曝气模式不但有利于生物反硝化的进行,还可抑制膜污染的发生。

进水水质和环境:微生物的代谢过程受进水水质和环境因素影响较大,MBR膜污染过程必然也受进水水质和环境因素干扰。混合液中SMP随进水有机负荷(F/M)增大而升高,当底物受*,产生的SMP有较强的污染性。温度对混合液的黏度、微生物活性及各种传质,进水温度波动可使SMP浓度和污染性陡然增高。

    可见系统条件不仅通过改变流体力学条件影响膜的污染过程,还通过改变混合液中微生物的种群和代谢来影响膜污染的形成方式。因此在确定主要MBR膜污染因素的基础上优化操作工艺条件是MBR膜生物反应器稳定运行的保证。

膜性能和系统布置对膜污染的影响

    膜性能包括:膜材质、膜孔径及分布、膜结构、表面亲疏水性和粗糙度等。不同材质的膜因粘附和孔堵塞引起的污染程度也不同.膜表面疏水性越大,污染物越容易发生粘附使膜孔变窄。而表面粗糙度增大一方面提高了污染物粘附的可能性,但同时也因扰动程度加大降低了浓差极化。

    此外,膜组件的布置方式对污泥在膜面积累也有一定影响。膜组件与曝气装置之间的距离决定了气液两相流在膜表面形成的剪切力大小。一般来说,在设计和实际应用中要求尽可能提高膜的装填密度。但装填密度过高,膜池内会存在部分水力剪切力作用较小的死区,膜污染加剧。

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