MBR膜污染性狀研究

馬亞斌

摘 要 本課題主要研究了將中空纖維膜片放置于特殊曝氣方式的膜組器，應(yīng)用于集成的缺氧/好氧-MBR一體化污水處理設(shè)備，常溫下處理模擬生活污水，考察了MBR一體化污水處理設(shè)備對出水的濁度、膜絲使用前后電子顯微鏡照片，從宏觀、微觀不同角度分析膜污染的主要因素。結(jié)果表明：在試驗過程中，設(shè)置膜絲通量為15±1L/（m2·h），對膜絲表面按設(shè)定條件進行在線化學(xué)清洗，膜絲外表面未出現(xiàn)斷裂、龜裂現(xiàn)象，表明復(fù)合膜膜絲內(nèi)支撐層與表皮膜材料具有良好的粘附性，膜組器具有良好的抗拉、抗壓性能。

關(guān)鍵詞 缺氧/好氧-MBR;生活污水;膜污染

膜生物反應(yīng)器（MBR）是20世紀末發(fā)展起來的一種由膜分離單元與生物處理單元相結(jié)合的新型水處理技術(shù)，以膜組件取代二沉池有效實現(xiàn)了固液分離[1]，增加了曝氣池中的氧含量及活性污泥的濃度、使得微生物有效降解有機污染物的速率提高，同時也降低了COD比負荷，并減少了系統(tǒng)剩余污泥的產(chǎn)生量。MBR設(shè)備利用膜的物理過濾截留作用，解決了傳統(tǒng)活性污泥法中出水SS受環(huán)境季節(jié)影響的問題[2]。

本研究將缺氧/好氧和MBR串聯(lián)起來形成新工藝，處理模擬生活污水，探究膜對濁度的去除效果，膜表面微觀分析及運營中TMP的變化。

1實驗部分

1.1 實驗裝置與運行參數(shù)

將簾式組件應(yīng)用于A/O -MBR體系中，考察MBR體系中膜對顆粒物的去除及膜性能的變化。MBR主要運行參數(shù)見表1。

2結(jié)果與討論

2.1 膜對濁度的去除效果

復(fù)合膜對出水水質(zhì)濁度的去除，設(shè)備正常運行期間，出水最高濁度為0.27NTU，平均濁度為0.07NTU。說明中空纖維膜絲對生活污水中SS具有良好的去除效果。

2.2 復(fù)合膜使用前后膜表面形貌對比

圖1為膜絲使用前后表面形貌對比，a污染前電鏡圖，污染前的膜外表面光滑平整，膜孔均一清晰可見。b為污染后膜外表面電鏡圖，顯示膜絲表面積累大量污染物，膜絲孔徑基本全被污染物覆蓋，在干化處理后發(fā)現(xiàn)膜表面出現(xiàn)不規(guī)則的裂紋，由于膜絲在被污染后，其表面往往會覆蓋一層致密的凝膠層，干燥后受到表面張力的作用，凝膠層出現(xiàn)龜裂，致使形成不規(guī)則的裂紋。

2.3 運行周期TMP變化

圖2為系統(tǒng)處理生活污水時一個周期內(nèi)TMP的曲線變化圖。TMP可以直觀有效的反應(yīng)在運行周期內(nèi)膜污染情況的變化。系統(tǒng)均是在恒定通量下正常運行，模擬生活污水運行的周期為12 d，TMP從最初的0 KPa增長到20 KPa，經(jīng)核算，TMP的平均增長速率為1.67KPa/d。由圖中顯示，一個周期內(nèi)TMP的增長分為三個階段：第一階段膜運行周期為1d，TMP的平均增長速率為2.1 KPa/d，膜污染迅速形成。初步分析系統(tǒng)在過濾初期，污泥混合液中污泥顆粒在膜表面大量集聚，初步導(dǎo)致膜孔堵塞，形成了膜的初始污染。膜運行周期的第2d到第9d，TMP的平均增長速率為0.4KPa/d，速率明顯下降。在此過程中，膜絲表面上出現(xiàn)了污泥絮體沉積及胞外聚合物的大量沉積，逐步形成濾餅層[3]。膜運行10-12d，TMP的平均增長速率為6.4KPa/d，TMP發(fā)生跳躍式增長。膜污染物大量累積，在其表面形成致密的濾餅層，膜污染嚴重，系統(tǒng)運行周期結(jié)束[4]。

3結(jié)束語

在試驗過程中，復(fù)合膜以15±1 L/（m2？h）的通量連續(xù)運行，對膜絲表面按設(shè)定條件進行化學(xué)清洗，膜絲表面未出現(xiàn)斷裂、皸裂現(xiàn)象，表明復(fù)合膜膜絲內(nèi)支撐層與表皮膜材料具有良好的粘附性，膜組器具有良好的抗拉、抗壓性能。

參考文獻

[1] 孟凡剛.膜生物反應(yīng)器膜污染行為的識別與表征[D].大連：大連理工大學(xué)，2007.

[2] 遲軍，王寶貞.一體化膜生物反應(yīng)器除磷研究[J].水處理技術(shù)， 2003，29（1）：47-49.

[3] 韓永萍，肖燕.MBR膜污染的形成及其影響因素研究進展[J].膜科學(xué)與技術(shù)，2013，33（1）：102-108.

[4] 顧國維，何義亮. 膜生物反應(yīng)器在污水處理中的研究與應(yīng)用[M]. 北京，化學(xué)工業(yè)出版社，2002：73.