MBR运行控制及条件对膜污染的影响


 

1 水力停留时间(HRT)HRT是生物处理的关键参数,对污染物的去除效果至关重要,在MBR系统中,HRT对膜污染也有重要的影响。较长的HRT使得污染物去除效果较好,系统中维持较低浓度的溶解性物质,有利于减缓膜污染。但是过长的HRT导致系统中的微生物处于内源呼吸阶段,微生物残体水解导致污水中溶解性有机物的过度积累,吸附在膜表面形成凝胶层,影响膜通量,造成膜污染,过短的HRT条件下膜通量较高,也会加剧膜污染进程。

2膜通量和操作压力:膜通量的选择是决定膜污染的重要因素。一般认为,膜存在临界膜通量,当实际运行的膜通量低于临界膜通量时,膜污染平缓增长;若运行通量高于临界膜通量,膜过滤压力迅速上升而不能趋于稳定,导致严重的膜污染,大大缩短膜组件运行周期。同样,采用恒定操作压力运行时存在一个临界的操作压力。当操作压力低于临界压力时,膜通量随操作压力的增加而增加,在高于临界压力运行时会导致膜污染速度加快,膜通量随操作压力的变化不大。膜生物反应器采取低压恒流过滤方式有利于减轻膜污染,在膜运行初期就以较低的压力和膜通量运行,随着膜污染的加重逐步提高过滤压力以稳定膜通量,延长膜的使用周期,膜生物反应器尽量采用恒通量运行。

3出水方式:膜生物反应器的出水方式对膜污染也非常重要。研究表明网,MBR采用间歇出水,可以有效减缓膜污染。这是因为在暂停出水期间,由于膜过滤压差的消失,在膜表面错流剪切力作用下,膜表面污染物的向主体液扩散速度加快,一部分污染物离开膜表面,从而减轻了膜污染

4错流流速在膜生物反应器中,曝气的目的除了为微生物供氧和保持反应器流态以外,还为了保持膜表面一定的错流流速,用来清洗膜表面和阻止污泥聚集,以保持膜通量稳定。膜表面流速的增加可以增大膜表面水流扰动程度,改善污染物在膜表面的积累,减缓膜污染。但是膜表面流速也并非越高越好,在一定条件下,存在一个经济曝气强度,超过这个值,膜表面流速变化不大,而且气泡产生的剪切作用会使污泥絮体粒径变小,从而加重膜污染闭。Liu等嘲考察了不同水力条件下的膜污染情况,也发现了类似情况,一体式膜生物反应器在一定的污泥浓度条件下存在临界曝气量,低于该值时膜污染较快,高于此值时,膜表面错流速度达到临界值,膜污染较慢,但是再提高曝气强度,膜表面错流速度几乎不变,对膜污染基本没有什么改善作用。

5 SRT大量研究表明SRT是影响膜生物反应器膜污染的重要操作参数。SRT增加会导致污泥内溶解性微生物产物增加,从而加剧膜污染。Yamammoto等网也认为高泥龄下通常MLSS较高,而较高的MLSS会增加膜的过滤阻力,然而有些研究者却得到相反的结论。Liang等嘲对比了污泥龄为102040 d的膜污染情况,发现随着泥龄的增加溶解性物质浓度逐渐加少,膜污染也逐渐减缓。MBR泥龄分别为351020 d条件下膜污染的状况,泥龄3 dMBR最早发现膜污染,随后是泥龄5 dMBR,而泥龄10 d20 dMBR前期极少发现膜污染。

6有机负荷有机负荷对反应器内的污泥浓度、SMP浓度、EPS浓度和微生物群落结构有显著的影响,因此会对膜污染产生一定的影响。较高的有机负荷会造成较高的污泥浓度,并且SMPEPS的产生和微生物的代谢成正相关关系,较高的有机负荷意味着较高的SMP。和EPS的浓度,会对膜污染产生不利的影响。Trussell等用考察了有机负荷分别为03405507308414l g COD(gVSS·d)时的膜污染情况,发现随着有机负荷的增加,膜污染速率逐渐增加,并且稳态情况下的膜污染速率和SMP呈现良好的正相关关系。