應(yīng)當(dāng)如何處理MBR膜污堵呢?
更新時(shí)間:2022-03-31 點(diǎn)擊次數(shù):925
隨著現(xiàn)代化工業(yè)的迅猛發(fā)展和城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大,城市用水量和廢水量不斷增加,造成城市水源水量日益不足
,水環(huán)境日趨惡化,水資源危機(jī)日漸嚴(yán)峻
。用傳統(tǒng)方法解決水污染已不能適應(yīng)飛速發(fā)展的新形勢
,膜生物反應(yīng)器
(Membrane Bioreactor.簡寫為
MBR)就是在這個(gè)環(huán)境需求動(dòng)力下的產(chǎn)物
[1],它融合了生物反應(yīng)器的生物降解和膜的高效分離于一體
,具有傳統(tǒng)生化處理技術(shù)無法比較的獨(dú)到優(yōu)勢:出水水質(zhì)良好且穩(wěn)定
、處理效率高、占用空間少
、操作簡便
。但是,膜污染在很大程度上限制了
MBR的應(yīng)用
。
一.MBR膜污堵染的形成途徑
膜污染的形成途徑主要有三個(gè):
1.濾餅層(cake 1ayer) 主要是水透過膜時(shí)
,被截留下來的部分活性污泥和膠體物質(zhì),沒來得及送走就在濾壓差和透過水流的作用下堆積在膜表面
,形成膜污染
。
2.溶解性有機(jī)物 有機(jī)物的來源主要是微生物的代謝產(chǎn)物,它可在膜表面形成凝膠層
,也可在膜內(nèi)微孔表面被吸附而堵塞孔道
,使膜通量下降。
3.微生物污染 膜面和膜內(nèi)的微孔中有微生物所需的營養(yǎng)物質(zhì)
,因而不可避免的會(huì)有大量微生物滋生
。
二.影響因素
影響膜污染的主要因素有:膜的性質(zhì)、料液性質(zhì)和膜的運(yùn)行條件等(見圖1)[2]。具體影響膜污染的主要因素有:
1.膜本身的特性
;如膜孔徑及其分布
、膜材料、膜結(jié)構(gòu)
、膜一溶質(zhì)一溶劑之間的相互作用;
2.被處理的污水水質(zhì)
;特別是水中有機(jī)物的種類和濃度
;
3.操作條件如污泥泥齡、溶解氧濃度
、膜面流速
、溫度等;
4.MAR的特征尺寸
,高度
、曝氣系統(tǒng)布置等;
5.其他因素如微生物種群之問的相互影響
、膜本身對生物膜生長的影響
、細(xì)菌胞外聚合物
(EPS)的組成及濃度等。
三.MBR膜污堵的防治措施
1.MBR膜組件的選擇和合理優(yōu)化
1)膜材料選?div id="jfovm50" class="index-wrap">。阂呀?jīng)商品化的膜材料有硝化纖維素(CN)
、醋酸纖維素
(cA)、
cN—
cA混合膜
、聚乙烯膜
(PE) 、聚丙烯膜
(PP)、聚丙烯氰
(PPc)及偏氟乙烯
(PVF)等
,在選擇膜材料時(shí)應(yīng)從材料的強(qiáng)度
、熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性
、耐污染性能
、產(chǎn)水性能、使用壽命
、膜造價(jià)等方面進(jìn)行技術(shù)分析和經(jīng)濟(jì)性評價(jià)來確定
。
2)膜孔徑選擇:從理論上講,在確保污染物被截留的情況下
,選擇孔徑大的膜可以使水通量提高
。但實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),選用較大膜孔徑
,反而加速了膜的污染
,水通量下降很快。一般膜的切割顆粒尺寸
(截留分子量
)應(yīng)比要分離的污染物的尺寸小一個(gè)數(shù)量級
。
3)膜表面改性:考慮到廢水中的污染物和活性污泥是有機(jī)物質(zhì)
,為了防止膜污染
,應(yīng)降低膜和原水間界面能,因此應(yīng)采用具有優(yōu)良的抗亍弓染特性的親水性膜
;另外
,膜材料的電荷與溶質(zhì)的電倚相同的膜也較耐污染。
4)膜組件的安裝:為防止膜污染
,膜組件在安裝時(shí)應(yīng)合理確定膜組件和曝氣池墻體之間的距離
、膜組件和空氣擴(kuò)散管之間的距離以及膜組件和反應(yīng)器液面、空氣護(hù)散器和曝氣池底之問的距離
,請關(guān)注環(huán)保小蜜蜂公眾號
,以保證在一定曝氣最
F獲得較高的液體上升速率,減少污泥層在膜表面的沉積
,減緩膜污染
。
2.改善污泥混合液特性
為了提高生物反應(yīng)器中的污泥濃度,保證處理效率
,又能維持較高的膜通量
,延緩膜污染,許多研究者進(jìn)行了向
MBR中投加填料的試驗(yàn)研究
,取得了很好的效果
。日前使用較多的填料有粉末活性炭
(PAC)、沸石
、泡沫填料
、多孔柔性懸浮填料、聚酰胺彈性填料
、殼聚糖等
。例如:李春杰等
[3]在
SMSBR處理焦化廢水的過程中,通過向反應(yīng)器中投加粉末活性炭
(PAC)明顯改善了污泥混合液的過濾性能
,顯著提高了膜通量
,減輕了膜污染。金玉蘭等
[4]發(fā)現(xiàn)在
MBR中投加一定最的沸石使膜污染阻力隨時(shí)問的增長率有不同程度的
F降
,但存在一個(gè)最佳的沸石投加量
。
3.優(yōu)化分離操作條件
膜通量的選擇足影響膜污染的重要因素,一般認(rèn)為特定的膜存在臨界膜通量
,當(dāng)實(shí)際采用的膜通量低于臨界膜通量時(shí)
,膜過濾壓力保持平穩(wěn)且膜污染可逆;反之
,膜過濾壓力迅速上升
,膜污染的可逆性顯著下降。
L.
Defiance等
[5]對恒定膜通量和恒定操作壓力這兩種情況進(jìn)行比較。認(rèn)為采用恒定膜通量的操作方式在運(yùn)行初期能夠避免膜面過度污染
,更有利于膜的長期穩(wěn)定運(yùn)行
。
曝氣在MBR中除了供氧以外,還利用上升的氣泡產(chǎn)生紊動(dòng)水流來清洗膜表面和阻止污泥聚集
,因此所需曝氣量較高
,一般氣水比為
(30:
1)~
(100:
1)。
溫度對膜過濾分離過程也有影響
,升高溫度有利子膜分離過程的進(jìn)行
。有研究表明,溫度每升高
l℃可引起膜通量增加
2%
,這主要是由于溫度變化引起污泥混合液粘度的變化所致。此外
,提高溫度還可以改變膜面上污泥層的厚度和孔徑
,從而改變膜的通透性。但是溫度不能太高
,否則會(huì)破壞微生物的活性
(大部分微生物在
20~
30℃時(shí)活性強(qiáng)
),并造成能量浪費(fèi)。
間歇出水就是降低膜污染中常說的松弛法
。當(dāng)一體式
MBR采用連續(xù)過濾方式出水時(shí)
,濾餅層和凝膠層不斷加厚,膜污染逐漸加重
,而間歇式出水時(shí)
,在停止抽吸的時(shí)間段內(nèi),上升的氣液兩相流會(huì)沖刷膜表面
,降低濃差極化的影響
,同時(shí)沉積在膜表面的污染物也會(huì)在氣液兩相流的帶動(dòng)下脫離膜表面回到堤水混合液中,從而減輕膜污染的影響
。
4.膜污染后的清洗
物理清洗是通過人工或機(jī)械清洗去除膜上的污染物
,主要方法有正方向沖洗、變方向清洗
、透過液反壓沖洗
、振動(dòng)、排氣沖水法
、空氣噴射
、水力方法、氣一液脈沖和循環(huán)洗滌等
。
李春杰等[6]采用聚砜
、聚丙烯腈共混超濾膜進(jìn)行錯(cuò)流
MBR水力清洗特性研究表明,在水力清洗時(shí)采用高膜面流速和低操作壓力有利于膜通量的恢復(fù)。
四.結(jié)束語
毋庸置疑
,
MBR是一項(xiàng)具潛力的污
(廢)水處理技術(shù) 。從工藝流程設(shè)計(jì)、預(yù)處理
、膜材料性能
、投加填料、設(shè)備操作運(yùn)行以及污染后清洗等各個(gè)環(huán)節(jié)采取措施對
MBR中膜污染進(jìn)行控制 ,可以使?jié)獠顦O化和膜污染減小到最DI程度
。但這些措施都還需要進(jìn)一步改進(jìn)。我相信
,
MBR最終會(huì)克服膜污染的問題,成為水污染控制的主要技術(shù)之一。