膜生物反應(yīng)器

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上膜生物反應(yīng)器的應(yīng)用研究摘要：主要介紹了膜生物反應(yīng)器的定義、分類和特點(diǎn)及其在廢水處理中的應(yīng)用現(xiàn)狀，還介紹了膜生物反應(yīng)器中的膜污染及其調(diào)控措施。研究表明，使用膜生物反應(yīng)器對毛紡織印染廢水進(jìn)行處理，出水水質(zhì)基本能夠達(dá)到生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)鍵詞：膜生物反應(yīng)器；廢水處理；膜污染；調(diào)控措施Abstract： The definition, classification and characteristics of membrane biological reactor and its application in wastewater treatment ware mainly

2、 introduced, the membrane bio-reactor membrane pollution and its control measures also ware introduced . Research shows that, using membrane biological reactor for wool textile printing and dyeing wastewater treatment, the effluent quality can achieve basic miscellaneous domestic water quality stand

3、ard.Keywords： membrane bioreactor; waste water treatment；membrane fouling; controlling measures1 膜生物反應(yīng)器簡介膜生物反應(yīng)器(membrane bioreactor，簡稱MBR)是一種高效膜分離技術(shù)與活性污泥法相結(jié)合的新型水處理技術(shù)。中空纖維膜的應(yīng)用取代活性污泥法中的二沉池，進(jìn)行固液分離，有效的達(dá)到了泥水分離的目的。充分利用膜的高效截留作用，能夠有效地截留硝化菌，完全保留在生物反應(yīng)器內(nèi)，使硝化反應(yīng)順利進(jìn)行，有效去除氨氮，避免污泥的流失，并且可以截留一時(shí)難于降解的大分子有機(jī)物，延長其在反應(yīng)器的停留時(shí)

4、間，使之得到最大限度的分解1。生物反應(yīng)器是以微生物細(xì)胞或酶作為催化劑或可產(chǎn)生催化劑, 進(jìn)行生化反應(yīng)和轉(zhuǎn)化的裝置, 膜生物反應(yīng)器(MBR) 則是膜與生物的結(jié)合產(chǎn)物, 以實(shí)現(xiàn)微生物發(fā)酵, 動(dòng)植物細(xì)胞培養(yǎng)和生物催化轉(zhuǎn)化等。膜生物反應(yīng)器通常在常溫和常壓下進(jìn)行生化反應(yīng), 可使產(chǎn)物或副產(chǎn)物從反應(yīng)區(qū)連續(xù)地分離出來, 打破反應(yīng)的平衡, 從而可大大地提高反應(yīng)轉(zhuǎn)化率, 增加產(chǎn)率或處理能力, 過程能耗低、效率高。目前, 水處理中的膜生物反應(yīng)器多用于污水處理( 少量用于表面水) , 與傳統(tǒng)的活性污泥法(CASP) 比, 由于膜反應(yīng)器取代了二級澄清池, 這可使污泥停留時(shí)間(SRT) 和水力停留時(shí)間(HRT) 分別控制,

5、 由于SRT大, 泥齡長, 污泥濃度高, 抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng), 降解速率高, 降解充分, 對難降解物質(zhì)也可使之降解, 占地省, 污泥量少, 通常對COD和NH3-N的去除率在90% 以上, 處理后的水可直接作為市政用水或進(jìn)一步處理作各種工業(yè)用水。2 MBR 的分類和工作機(jī)理水處理中的膜生物反應(yīng)器是由生物反應(yīng)器與微濾、超濾、納濾或反滲透膜系統(tǒng)組成,因而可分為微濾膜生物反應(yīng)器, 超濾膜生物反應(yīng)器。據(jù)膜系統(tǒng)與生物反應(yīng)器組合的方式和位置, 膜生物反應(yīng)器又可分為循環(huán)式(分置式) 和浸沒式(一體式)兩種, 如圖1 和圖2 所示。浸沒式膜生物反應(yīng)器(SMBR)中, 膜組件直接浸泡于反應(yīng)器中, 反應(yīng)器下方有曝氣

6、裝置, 將空壓機(jī)送來的空氣形成上浮的微氣泡, 在曝氣的同時(shí),又使膜表面產(chǎn)生一剪切應(yīng)力, 利于膜表面除污, 透過液在抽吸泵的負(fù)壓下流出膜組件。MBR 利用膜分離組件實(shí)現(xiàn)廢水生物處理后污泥與水的分離，膜分離組件主要有微濾(MF)、超濾(UF)和納濾(NF)三種，根據(jù)不同的需要可以進(jìn)行相應(yīng)的選擇。按照膜組件在生物反應(yīng)器中所起的作用，MBR 可分為三類：膜分離生物反應(yīng)器、膜曝氣生物反應(yīng)器和萃取膜生物反應(yīng)器。在污水處理中，尤其是工業(yè)廢水處理中主要使用的是膜分離生物反應(yīng)器。按照膜組件與生物反應(yīng)器的組合位置，MBR 可分為分置式MBR 和一體式MBR 兩種，其中分置式有助于設(shè)備的清洗、更換、增設(shè)，但泵的高速

7、旋轉(zhuǎn)對某些菌種會(huì)產(chǎn)生失活作用；一體式不使用泵，可省掉循環(huán)用管路配置，但膜清洗較為困難，膜污染問題較難解決2。圖1循環(huán)式膜生物反應(yīng)器示意圖圖2浸沒式膜生物反應(yīng)器示意圖MBR 的分類具體如下表1 所示。表1 MBR 的分類內(nèi)容分類膜組件管式、板框式、中空纖維式膜材料有機(jī)膜、無機(jī)膜壓力驅(qū)動(dòng)形式外壓式、抽吸式生物反應(yīng)器好氧、厭氧膜組件與生物反應(yīng)器的組合分置式、一體式(浸沒式)3 MBR 的特點(diǎn)MBR 利用膜的高效固液分離作用代替了傳統(tǒng)活性污泥法中的二沉池，克服了污泥膨脹等問題，其主要工藝特點(diǎn)如下：（1） 污染物去除率高，出水濁度很低，出水可直接回用于市政綠化、工業(yè)冷卻水等，且設(shè)備占地?。唬?） 能將所

8、有的微生物截留在生物反應(yīng)器內(nèi)，與活性污泥法相比，可使反應(yīng)器中的生物濃度提高510 倍，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器水力停留時(shí)間和污泥泥齡的完全分離，可提高難降解有機(jī)物的降解效率；（3） 生物反應(yīng)器中的微生物濃度高，耐沖擊負(fù)荷；（4） 反應(yīng)器在低F/M下運(yùn)行，剩余污泥量少，無污泥膨脹現(xiàn)象，對氮、磷等的去除效率高；（5） 傳質(zhì)效率高,氧的轉(zhuǎn)移效率高達(dá)60%左右；（6） 泥齡可實(shí)現(xiàn)無限長，硝化能力強(qiáng)；（7） 設(shè)備占地面積小，工藝集中，易于操作管理；（8） 使用過程中存在的膜污染問題，一定程度上制約了膜生物反應(yīng)器的應(yīng)用3。4 MBR 在印染廢水處理中的應(yīng)用4.1 印染廢水的來源及特征紡織工業(yè)的加工對象以棉、毛、絲綢、化

9、纖等為主，每一種加工對象都有特殊的加工工藝及相應(yīng)的漿料、染料、助劑。如棉織物工業(yè)廢水主要來自退漿、煮練、漂白、絲光、染色、印花等工序；而毛紡織工業(yè)廢水主要來自洗毛、染色、預(yù)縮工序。因此紡織工業(yè)污水中含有棉、毛及紡織品上洗脫的油類、脂類、鹽類和纖維素，以及在加工過程加入的各種漿料、染料、表面活性劑、助劑、酸、堿、鹽等，這類污水的成分比較復(fù)雜，具有很高的COD（化學(xué)需氧值），對人類的健康和環(huán)境造成極大地危害。印染廢水存在的主要問題是：水量大，成分復(fù)雜，生物難降解物多，脫色困難，運(yùn)行費(fèi)用高等。印染廢水主要來自退漿、煮練、漂白、絲光、染色、印花、整理工序。正是這些決定了印染廢水具有以下特點(diǎn)：（1）色度

10、大、有機(jī)物含量高；（2）水質(zhì)變化范圍大；（3）pH 值變化大；（4）水溫水量變化大。4.2 MBR 在印染廢水處理中的應(yīng)用中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心的鄭祥，劉俊新研究了厭氧反應(yīng)器與好氧MBR 組合工藝處理毛紡印染廢水的試驗(yàn)4。試驗(yàn)系統(tǒng)主要由高位水箱、厭氧反應(yīng)器、好氧反應(yīng)器、膜組件單元及曝氣單元組成，廢水為某毛紡廠污水站經(jīng)過0.5mm 篩板篩慮后的毛紡印染廢水，該廢水組分復(fù)雜，含有染料、染化助劑、毛料漂染過程產(chǎn)生的各種污染物，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：COD 的去除率平均達(dá)80.3%，出水COD 平均值為37mg/L，對BOD5 去除率平均達(dá)95%，而采用常規(guī)生物處理工藝對COD 去除率平均為42%，出水的

11、色度一般可保持在20 倍左右，色度的平均去除率達(dá)59%，在系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行期間生物反應(yīng)器內(nèi)污泥的VSS/SS 基本無變化，說明系統(tǒng)內(nèi)沒有明顯的無機(jī)物積累。西安工程大學(xué)環(huán)境與化工學(xué)院的同幟等研究了A/OMBR(一體式)系統(tǒng)處理印染廢水5，試驗(yàn)主要對印染廢水的生物處理進(jìn)行改進(jìn)，在核心單元氧化池中引入膜組件，組成一體式MBR系統(tǒng)，省去了傳統(tǒng)生物處理依靠重力的固液分離系統(tǒng)，減少了基建投資，同時(shí)為提高印染廢水的可生化性，利于后續(xù)MBR 的處理，在好氧MBR 處理單元前加入了厭氧水解酸化單元，組成了A/OMBR(一體式)處理系統(tǒng)，經(jīng)處理后可使印染廢水達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)排放。實(shí)驗(yàn)表明：實(shí)驗(yàn)中A/OMBR(一體式)系統(tǒng)最佳

12、運(yùn)行條件為HRT=9- 10h，DO=2- 3g/L，該系統(tǒng)在最佳的運(yùn)行條件下可使印染廢水的COD100mg/L，最小可以達(dá)到21.80mg/L，色度=2- 16 倍，濁度0，SS0，pH=7- 8.5；該處理系統(tǒng)費(fèi)用低、效果好，其中A/O 系統(tǒng)可提高印染廢水的可生化性，利于后續(xù)MBR的處理，最終可使印染廢水實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。4.3 MBR 在印染廢水處理應(yīng)用中的展望未來MBR 工藝的應(yīng)用及其在印染廢水處理方面的發(fā)展，與我國印染行業(yè)的變化有很大的關(guān)系。當(dāng)前及未來較長一段時(shí)間內(nèi)，我國印染行業(yè)的行業(yè)規(guī)模越來越大，廢水產(chǎn)量也將隨之增大；廢水中新型助劑、染料等大量存在，可能會(huì)導(dǎo)致難降解有毒有機(jī)物組分的含量

13、也越來越多。因而MBR 技術(shù)的研究將集中在：（1）膜污染機(jī)理的研究和預(yù)防，保持膜通量的基礎(chǔ)上降低運(yùn)行和維護(hù)成本；（2）新型膜材料的研究和開發(fā)；（3）自動(dòng)化程度的進(jìn)一步提高等。膜技術(shù)作為21 世紀(jì)最有前景的水處理技術(shù)，將有著更加廣泛的發(fā)展前景，未來MBR 處理印染廢水的研究將呈現(xiàn)以下幾種趨勢：（1） 由于MBR 技術(shù)對印染廢水處理有較強(qiáng)的適用性，MBR 工藝處理印染廢水的研究和應(yīng)用將越來越多。（2） 多樣化的組合工藝與MBR 工藝組合處理印染廢水，可彌補(bǔ)MBR技術(shù)不足，充分發(fā)揮其作用。單獨(dú)采用MBR 工藝處理印染廢水也將會(huì)是未來研究的一個(gè)新方向。（3） MBR 技術(shù)處理印染廢水將會(huì)更多地應(yīng)用到實(shí)

14、際工程中，小處理量的成型MBR 設(shè)備將會(huì)出現(xiàn)，并被推廣應(yīng)用于小型分散型印染企業(yè)。（4） 深入研究MBR 處理印染廢水過程中的污染情況，預(yù)防和降低膜污染，促進(jìn)MBR 在印染廢水處理中的應(yīng)用。（5）更多的社會(huì)科研機(jī)構(gòu)和個(gè)人將會(huì)參與MBR 技術(shù)處理印染廢水的研究。MBR 作為一種較新的印染廢水處理系統(tǒng)，由于其諸多優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛的研究和應(yīng)用。印染廢水的特點(diǎn)與MBR 工藝有著良好的切合點(diǎn)，隨著MBR 技術(shù)研究的發(fā)展和印染行業(yè)清潔生產(chǎn)的倡導(dǎo)，采用MBR 技術(shù)處理印染廢水將會(huì)有良好的應(yīng)用前景，其對印染行業(yè)清潔生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)也將作出重要貢獻(xiàn)。5 生物膜反應(yīng)器處理農(nóng)村生活污水應(yīng)用集中式污水處理系統(tǒng)是通過龐大的排水管

15、網(wǎng)系統(tǒng)， 將污水輸送到城市污水處理廠進(jìn)行處理；但這種方式在農(nóng)村難以實(shí)施，因農(nóng)村村落集鎮(zhèn)較為分散， 將污水收集后輸往污水處理廠存在一定難度。人工濕地污水處理系統(tǒng)占地面積大，適用于有大量土地可以利用的地區(qū)。在我國經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的農(nóng)村及其城鄉(xiāng)結(jié)合部，目前已無大量土地資源用作人工濕地進(jìn)行污水處理。因此農(nóng)村村落集鎮(zhèn)的污水處理，需要走小型化、就地化、分散式處理的道路6。膜生物反應(yīng)器具有出水水質(zhì)好、占地面積小、可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制等特點(diǎn)。該技術(shù)通過膜的高效分離作用，可提高泥水分離效率；同時(shí)，該工藝能減少剩余污泥的產(chǎn)量，從而基本解決了傳統(tǒng)生物方法存在的問題；其可以集約制作成一體化柜箱式的外形，實(shí)現(xiàn)小型化、自動(dòng)化，可使

16、得農(nóng)村生活污水得以就地處理。6 膜生物反應(yīng)器中的膜污染及其調(diào)控措施隨著水污染的日益加劇， 污水排放標(biāo)準(zhǔn)越來越嚴(yán)格， 人們對污水回用的要求也有所提高。近年來，膜生物反應(yīng)器（MBR）由于具有出水水質(zhì)優(yōu)異、操作運(yùn)行簡單、污泥產(chǎn)率低、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)7，在污水處理的應(yīng)用范圍和規(guī)模不斷擴(kuò)大， 關(guān)于MBR 研究的廣度和深度也不斷加強(qiáng)， 但MBR 的膜污染問題， 嚴(yán)重影響該工藝的穩(wěn)定運(yùn)行， 決定了膜的使用壽命， 限制了MBR 的推廣和應(yīng)用， 被認(rèn)為是影響MBR 工藝實(shí)際應(yīng)用的關(guān)鍵因素8。有關(guān)膜污染的機(jī)理和防止措施成為研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)， 因此采取有效、合理的調(diào)控措施控制膜污染， 是MBR 工藝走向成熟的關(guān)鍵。

17、6.1 膜污染根據(jù)國際純粹和應(yīng)用化學(xué)協(xié)會(huì)（IUPAC）的定義， 膜污染是指由于懸浮物或可溶性物質(zhì)沉積在膜的表面、孔隙和孔隙內(nèi)壁， 從而造成膜通量降低的過程。廣義的膜污染不僅包括由于不可逆的吸附、堵塞引起的污染（不可逆污染）， 而且包括由于可逆的濃差極化導(dǎo)致凝膠層的形成（可逆污染）， 二者共同造成運(yùn)行過程中膜通量的衰減， 其中濃差極化作用和微生物的滋生是使膜分離過程的運(yùn)行阻力增加、通量降低的主要原因。根據(jù)膜污染形成的位置可以分為外部堵塞（污染物吸附沉積在膜的表面， 增加了水流過膜的阻力）和內(nèi)部堵塞（污染物在膜孔內(nèi)吸附沉積， 減小了膜孔徑， 從而降低了膜通量）； 根據(jù)造成污染的物質(zhì)不同， 可分為無

18、機(jī)污染、有機(jī)污染、生物污染和濃差極化。6.2 膜污染的影響因素膜污染的影響因素比較復(fù)雜， 主要有： 膜的性質(zhì)、操作條件和活性污泥混合液性質(zhì)。6.2.1 膜性質(zhì)的影響膜的性質(zhì)主要有： 膜材質(zhì)、膜孔徑大小、孔隙率、親 疏水性質(zhì)、電荷性質(zhì)和粗糙度等。不同膜材質(zhì)的污染情況并不相同， 有研究發(fā)現(xiàn)在同樣試驗(yàn)條件下， 聚偏氟乙烯膜相對于其它膜（聚砜膜、纖維素膜等）污染趨勢要小。Chang 等9 用MBR 處理釀酒廠廢水時(shí)發(fā)現(xiàn)，在同樣的過濾條件下， 孔徑為005 m 的膜的通量的衰減速率小于孔徑為04 m 的膜。Kweon 等10發(fā)現(xiàn)， 對于表面孔徑較大的微濾膜來說， 污染物相當(dāng)容易進(jìn)入多孔膜的孔道， 并引起

19、孔道堵塞和產(chǎn)生永久性污染， 導(dǎo)致不可恢復(fù)的水通量急劇下降。Hong 等11 在恒壓過濾的MBR 中也發(fā)現(xiàn)表面孔徑越大的微濾膜越容易發(fā)生濾餅層污染。Chang 等12 比較了疏水性超濾膜（PM30）和親水性超濾膜（YM30）對不同種類活性污泥過濾中膜污染的差別， 得出親水性膜在實(shí)際應(yīng)用中的膜污染小于疏水性膜。還有研究發(fā)現(xiàn)與膜表面電荷相同的料液能改善膜面污染， 提高膜通量13。此外， 膜表面的粗糙度對膜污染也存在一定影響， Bailey 等14 采用硅藻土粉末來光滑膜表面， 以減少厭氧菌在微濾膜上的積累， 減緩了膜污染。6.2.2 操作條件的影響MBR 的操作運(yùn)行條件主要包括： 操作壓力、曝氣強(qiáng)度

20、、溫度、膜面流速、抽吸 停抽時(shí)間等。對于操作壓力的影響，Metcalf 等15認(rèn)為存在一個(gè)臨界壓力（TMPc）， 當(dāng)操作壓力（TMP）低于臨界壓力值（TMPc）時(shí)，膜通量隨壓力的增大而增大；當(dāng)操作壓力（TMP）高于臨界壓力值（TMPc）時(shí)，膜通量隨壓力的變化不大，但會(huì)使膜污染加劇。Strohwald等16 在厭氧處理啤酒生產(chǎn)廢水的研究中發(fā)現(xiàn)，在操作壓力一定時(shí)，通量和膜表面流速呈線性關(guān)系，并將這一現(xiàn)象歸因于濃差極化的減弱。Ueda 等17 研究了一體式MBR中曝氣強(qiáng)度對膜面沉積層的去除效果及抽吸壓力的影響， 得出曝氣強(qiáng)度是控制過濾條件的一個(gè)重要因素。彭躍蓮等18 在對好氧MBR 的研究中發(fā)現(xiàn)，

21、升溫有利于膜的分離。此外， 還有研究發(fā)現(xiàn)，在低膜面流速（05 m/s）運(yùn)行時(shí)，污泥顆粒在膜表面沉積， 并使過濾阻力很快增加，而在通常的膜面流速（4 m/s）運(yùn)行時(shí)，則不會(huì)產(chǎn)生污泥顆粒的沉積。6.2.3 活性污泥混合液性質(zhì)的影響MBR 活性污泥混合液的各組分是造成膜污染的物質(zhì)來源。而活性污泥混合液的性質(zhì)主要有： 污泥濃度、污泥顆粒大小、懸浮物及其性質(zhì)、膠體顆粒及溶解性物質(zhì)的性質(zhì)等。封莉等19在活性污泥質(zhì)量濃度為3 7 g/L 的條件下研究了污泥濃度對MBR 性能的影響。研究結(jié)果表明污泥濃度不僅影響污染物的去除效果， 還影響膜組件的產(chǎn)水量， 膜組件的產(chǎn)水量與污泥濃度的對數(shù)值呈線性負(fù)相關(guān)， 即污泥濃

22、度越大， 膜污染越嚴(yán)重。Lim 等20研究了兩種不同粒徑分布的活性污泥對一體式MBR 膜污染的影響， 發(fā)現(xiàn)大粒徑的顆粒污泥對膜的污染程度遠(yuǎn)低于小粒徑污泥對膜的污染程度。Defrance 等21 研究表明溶解性物質(zhì)部分、膠體部分和懸浮固體部分在總過濾阻力中所占的比例分別為5、30、65。Kim等22研究表明微小的膠體顆粒到達(dá)膜表面形成比阻很高的致密層，造成膜通量的下降。Nagaoka等23發(fā)現(xiàn)MBR 中胞外聚合物（EPS）既在曝氣池中積累，也在膜表面上積累，引起混合液粘度和膜過濾阻力的增加，是膜污染的關(guān)鍵物質(zhì)。同時(shí)，還發(fā)現(xiàn)隨著混合液中EPS的增加，膜污染的速率加快，EPS會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的膜表面生物污

23、染。6.3 膜污染的調(diào)控膜污染的發(fā)生機(jī)制十分復(fù)雜，不僅與膜材質(zhì)、微孔結(jié)構(gòu)和表面特性，以及被處理料液的基本物性有關(guān)，還與膜反應(yīng)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、操作條件等相關(guān)。目前，對于MBR中污染的調(diào)控，主要從3個(gè)方面開展：膜的選擇及改進(jìn)、操作條件的優(yōu)化和活性污泥混合液的調(diào)控。6.3.1 膜的選擇及改進(jìn)污水處理中的膜材料應(yīng)采用孔徑分布窄、親水性好、耐污染、易于清洗的膜材料。MBR 中常用的膜材料有陶瓷膜和有機(jī)聚合膜。有機(jī)聚合膜主要包括聚砜、聚丙烯脂、聚偏氟乙烯、聚烯烴類等。目前對陶瓷膜的研究較多。Judd 等發(fā)現(xiàn)在60 L /m2 通量下，陶瓷膜無污染現(xiàn)象，當(dāng)通量提升到300 L /m2 后，膜污染仍比較緩慢，聚合

24、膜的膜污染則隨通量的增加而呈指數(shù)規(guī)律增長。而且，陶瓷膜機(jī)械性能好，壽命長，易拆卸清洗，但制造成本高，限制了它的使用。王猛24 研究表明，在出水量、抗污染性能方面聚丙烯膜優(yōu)于聚砜膜。Masaru發(fā)現(xiàn)，考慮到活性污泥狀態(tài)與通量的因素， 通常選擇01 04 m 的膜，膜孔徑越大， 會(huì)加速膜污染，膜通量下降得很快。6.3.2 操作條件的優(yōu)化操作條件與膜污染密切相關(guān)，與膜污染直接相關(guān)的操作條件有：膜通量、操作壓力、錯(cuò)流流速、曝氣量、運(yùn)行溫度、HRT和污泥停留時(shí)間等。膜通量與由膜堵塞和壓力導(dǎo)致的污染物在膜表面的增厚而引起的膜污染有關(guān)。鄒聯(lián)沛等研究活性污泥MBR 發(fā)現(xiàn)，當(dāng)膜通量低于臨界通量時(shí)，TMP保持穩(wěn)定

25、，污染是可逆的；相反， 膜通量高于臨界通量時(shí)，TMP迅速增加且不穩(wěn)定， 此時(shí)再降低通量，形成的污染是部分不可逆。終端過濾能量利用充分，但容易引起較快的膜污染，錯(cuò)流過濾是針對終端過濾容易引起較快的膜污染提出的， 很多學(xué)者都認(rèn)為臨界流量與膜表面的錯(cuò)流流速呈正比例線性增加。Cho 等在MLSS質(zhì)量濃度為5 g/ L 的MBR 中觀察到了這一現(xiàn)象。Madec 等采用Zenon 公司制作的膜組件也得到了類似的結(jié)果。Defrance 等25研究表明，膜通量隨著錯(cuò)流流速（CFC）的增加而呈線性增加，但能耗較大，而且CFC也并非越大越好。況家瓚等26 研究表明， 適當(dāng)提高混合液的溫度，會(huì)加速分子擴(kuò)散，減少粘度

26、，增大濾速，也可有效地減輕膜污染。另外，HRT 的改變可能引起MLSS 和有機(jī)負(fù)荷（OLR）的變化， 從而間接地影響膜污染。6.3.3 活性污泥混和液的調(diào)控目前， 對活性污泥混合液的調(diào)控，主要采取2種手段：投加載體和投加藥劑。投加載體的方式主要為投加填料和吸附劑。尤朝陽等27研究表明，當(dāng)MBR 未加填料時(shí)，污泥濃度比較穩(wěn)定； 當(dāng)加入填料后， 附著其上的微生物不斷生長、增殖，懸浮生物由于食料競爭而被抑制，致使MLSS 值降低， 緩解了膜污染。肖文勝等28在組合填料MBR 處理生活污水的生產(chǎn)性試驗(yàn)中也證實(shí)了這一點(diǎn)?？梢?， 投加填料可強(qiáng)化水力條件，去除膜表面沉積的泥層， 緩解因膠體而形成的膜污染，

27、減小過膜阻力， 延長膜的使用壽命，但這種方法不利于排泥， 容易將污泥絮體打碎，使污泥顆粒變得細(xì)小， 對膜污染發(fā)展產(chǎn)生不利影響； 而Kim等29 研究發(fā)現(xiàn)，由于添加PAC，不僅使污泥絮體的可壓縮性減小， 而且使微生物絮體中的EPS 減少， 同時(shí)增加了沉積層的孔隙率使膜通量得到提高。Suzuki 等30認(rèn)為，比膜孔徑小的有機(jī)物可被PAC有效吸附，從而達(dá)到延緩膜污染的目的。雖生難的問題。投加藥劑的方式主要為投加混凝劑。在膜污染的研究方面，混凝劑的應(yīng)用主要有2 種方式：一種是預(yù)膜，另一種是直接向反應(yīng)器中投加。預(yù)膜是指在膜組件使用前人為地在膜表面形成一層由預(yù)膜物質(zhì)構(gòu)成的濾餅層，使MBR 在運(yùn)行過程中將大

28、部分膜污染物質(zhì)截留在預(yù)膜層上，減輕膜的不可逆污染，從而減緩膜通量的衰減。如張穎31 采用預(yù)膜與投加絮凝劑相結(jié)合的方法，在歷時(shí)253 d 的試驗(yàn)中取得了良好的效果。通過投加混凝劑減緩膜污染的研究比較多，特別是在中水回用領(lǐng)域方面，其主要通過混凝作用，去除MBR 混合液中難生物降解的大分子有機(jī)物和膠體物質(zhì)，因而可有效地減輕膜污染。如莫罹等32發(fā)現(xiàn)在MBR 運(yùn)行前投加PFS 可以使MBR 運(yùn)行周期延長6 7 倍。布多等33 建議在MBR內(nèi)混合液上清液中的有機(jī)物累積到一定程度后向混合液中投加少量的FeCl3，有助于減輕膜的堵塞。張倩34得出投加PFC 的處理效果及延緩膜污染的效果相對于比較好結(jié)論。張永寶

29、等35 研究了投加氫氧化鐵對MBR 性能的改善，認(rèn)為在低通量下膜污染速率低。David Holbrook R. 等研究表明，直接向MBR 中投加Al2（SO4）3，可以通過減少有機(jī)污染物、改善絮體的結(jié)構(gòu)和濃度而改進(jìn)膜的運(yùn)行情況。Lee WooNyoung 等在浸沒式MBR中通過添加一種減小膜污染的物質(zhì)（MFR）一種陽離子聚合體，可以使活性污泥絮凝成團(tuán)，改善了膜表面生物膜的多孔性，大大提高了膜的過濾性。7結(jié)語隨著人們對環(huán)保意識的增強(qiáng)和環(huán)保法規(guī)的嚴(yán)格要求的實(shí)施,污水深度處理和回用受到高度的重視；同時(shí),隨著膜反應(yīng)器技術(shù)的提高和進(jìn)步(如更高的通量、更耐污染),膜反應(yīng)器以其獨(dú)特的優(yōu)勢, 應(yīng)用會(huì)越來越普遍

30、, 在污水回用和環(huán)境保護(hù)等方面將發(fā)揮更大的作用。MBR在污水處理領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍和規(guī)模不斷增加，膜污染依然是其推廣應(yīng)用的主要瓶頸。膜污染主要是由于膜孔堵塞和膜表面污染物的沉積引起的，影響膜污染的因素主要有膜的性質(zhì)、操作條件和活性污泥混合液等。目前，大量研究證明采取膜的選擇及改進(jìn)、操作條件的優(yōu)化和活性污泥混合液的調(diào)控3方面措施，可有效減緩膜污染，延長膜的使用壽命，其中通過調(diào)控活性污泥混合液來調(diào)控膜污染更為靈活、方便、有效。隨著對膜污染機(jī)理深入的研究， 膜分離技術(shù)的完善，膜材料和膜組件的制造費(fèi)用的降低，膜污染問題必將會(huì)解決， MBR 也將得到更廣泛的應(yīng)用。參考文獻(xiàn)1 徐靜, 徐高田, 秦哲等. 膜

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