不同清洗方式清洗MBR膜的效果對(duì)比

張穎瑜，何可人

（廣州市凈水有限公司京溪分公司，廣東 廣州 510515）

膜生物反應(yīng)器（Membrane Bio-Reactor,MBR）為膜分離技術(shù)與生物處理技術(shù)有機(jī)結(jié)合之新型態(tài)廢水處理系統(tǒng)，其應(yīng)用已經(jīng)越來越廣泛。而膜一旦投入運(yùn)行，只要存在截留和分離，膜的污染在所難免。長期下去勢(shì)必降低膜的通量，損害膜絲，縮短膜的使用壽命。因而為了保證膜的正常運(yùn)行，定期對(duì)膜組進(jìn)行清洗是很有必要的，而選擇什么樣的清洗方式對(duì)膜進(jìn)行清洗也成為了維護(hù)保養(yǎng)膜的一個(gè)關(guān)鍵。本文主要敘述的就是對(duì)比不同清洗方式清洗MBR膜的效果。

1 膜污染定義及分類

膜污染是指在膜過濾過程中,污水中的微粒、膠體粒子或者溶質(zhì)分子與膜發(fā)生物理化學(xué)相互作用,或因?yàn)闈獠顦O化使某些溶質(zhì)在膜表面超過其溶解度及機(jī)械作用而引起的在膜表面或膜孔內(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發(fā)生變化的現(xiàn)象[1-3]。

根據(jù)污染物的化學(xué)與生物性質(zhì),將膜污染分為無機(jī)污染、有機(jī)污染和微生物污染[4]。無機(jī)污染主要由結(jié)垢物質(zhì)引起；有機(jī)污染主要來源于溶解性有機(jī)物；微生物污染指的是微生物及其代謝產(chǎn)物引起的生物黏泥[5]。

在日常運(yùn)行中，膜污染的程度難以用很直觀的方法觀察或指標(biāo)衡量，而產(chǎn)水泵前壓力可作為間接反映膜污染程度的一個(gè)指標(biāo)來判斷該膜組的受污染程度。一般而言，當(dāng)泵前壓力＜-35kPa時(shí)，就需要對(duì)膜安排清洗保養(yǎng)了。

2 清洗方法選擇

常用的清洗方法有機(jī)械清洗、化學(xué)清洗、電清洗以及超聲波清洗等。電清洗和超聲波清洗效果最好，但運(yùn)行費(fèi)用太高。機(jī)械清洗效果不理想，一些與膜結(jié)合緊密的物質(zhì)去除不掉。相比之下，化學(xué)清洗最為經(jīng)濟(jì)有效[6]。

3 不同清洗方式的對(duì)比

在之前我們對(duì)膜組清洗保養(yǎng)的主要方式是對(duì)其進(jìn)行單獨(dú)堿洗（NaClO），經(jīng)過一段時(shí)間的摸索研究之后，現(xiàn)在還會(huì)采用堿+酸（檸檬酸）組合的方式。現(xiàn)在對(duì)比一下單獨(dú)堿洗、單獨(dú)酸洗以及堿+酸組合方式清洗的效果。

3.1 洗膜流程圖

圖1 洗膜流程圖Fig.1 Flow Chart of Washing the Membrane

3.2 單獨(dú)堿洗與酸+堿洗效果比較

在酸堿配合清洗前，一直使用以NaClO為主的堿洗選取8#、17#膜組在兩種不同洗法清洗后的負(fù)壓變化見圖2，圖3。

圖2 8#膜組洗膜效果Fig.2 Membrane Washing Effect of 8#Membrane Group

圖3 17#膜組洗膜效果Fig.3 Membrane Washing Effect of 17#Membrane Group

為方便分析研究，本文圖表中的負(fù)壓以絕對(duì)值的形式作表示。

對(duì)比兩圖中曲線斜率K值可看出:K酸+堿＜K堿。

同理，將20條膜組斜率K統(tǒng)計(jì)如下表1:

表1 膜組的洗膜效果Tab.1 Membrane Washing Effect of Membrane Group

由表1明顯看出K酸+堿＜K堿。即酸+堿洗后比單獨(dú)堿洗后的負(fù)壓升高速度要緩慢。

3.3 單獨(dú)酸洗與酸+堿洗效果比較

本實(shí)驗(yàn)20#膜組作為實(shí)驗(yàn)?zāi)そM，洗膜效果見圖4。

圖4 20#膜組洗膜效果Fig.4 Membrane Washing Effect of 20#Membrane Group

第1次為單獨(dú)酸洗，發(fā)現(xiàn)負(fù)壓在洗后第9 d已達(dá)-33 kPa，第2次為酸+堿清洗，洗后第36 d，負(fù)壓仍沒達(dá)到-30 kPa。由圖 4看出，K酸＞K酸+堿，即酸+堿洗后比單獨(dú)酸洗后負(fù)壓升高速度要緩慢，由此可以看出本次酸+堿組合清洗的方式的效果，均優(yōu)于單獨(dú)由酸或堿的清洗方式。

3.4 與浸泡時(shí)間的關(guān)系

洗膜的過程需要對(duì)膜組進(jìn)行浸泡，表2、3是洗膜與浸泡的時(shí)間顯示: 根據(jù)表2按斜率的大小，將部分膜組分成兩組:綠色組（K 值較小）:8#、11#、12#、17#、20#－2；紅色組（K值較大）:5#、13#、18# 。

表2 膜組與浸泡的時(shí)間關(guān)系1Tab.2 Relationship 1 between Membrane Group and Immersion Time

由表3可以看出，按膜組浸泡時(shí)間長短降序排列發(fā)現(xiàn):綠色組的膜組浸泡時(shí)間較長這樣我們猜想浸泡時(shí)間適當(dāng)長的膜組，它的K值較小，即它的負(fù)壓上升速度也較慢。但是使用酸或堿清洗時(shí)，膜組件若浸泡時(shí)間過長，會(huì)重新吸附被酸和堿溶液溶解的有機(jī)物，故仍需把握好清洗時(shí)間。

4 結(jié)論

（1）通過單獨(dú)堿洗，單獨(dú)酸洗和酸+堿洗3種清洗膜方式，得出酸+堿洗的方式明顯優(yōu)于單獨(dú)的酸和單獨(dú)堿清洗方式；

（2）從浸泡時(shí)間上來看，浸泡時(shí)間越長的膜組，運(yùn)行效果越好。

表3 膜組與浸泡的時(shí)間關(guān)系2Tab.3 Relationship 2 between Membrane Group and Immersion Time

［1］顧國維,何義亮.膜生物反應(yīng)器在污水處理中的研究和應(yīng)用[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002:13.

［2］陳學(xué)民,唐玉霖,伏小勇.中空纖維膜生物反應(yīng)器膜污染影響因素[J].凈水技術(shù),2011,30(1):41－46,74.

［3］馬聰,于水利,時(shí)文韻,等.低壓膜凈水過程中的膜污染控制[J].凈水技術(shù),2011,30(5):150－154.

［4］羅敏,王占生,侯立安.納濾膜污染的分析與機(jī)理研究[J].水處理技術(shù),1998,24(6):318－322.

［5］朱永雙,劉旭.MBR中膜污染的控制[J],環(huán)保科技,2010,2.

［6］蔣波,王麗萍,華素蘭,等.M B R膜污染形成機(jī)理及控制[J].環(huán)境科學(xué)與管理,2006,2.