MBR膜污染控制技術
來源: 發布時間:2019-01-30 82875 次瀏覽
目前膜污染控制(control)技術主要分為以下幾類:
1)在次臨界通量下運行,通過(tōng guò)控制過濾過程(guò chéng)、曝氣在膜表面的沖刷、間歇式操作,來減少泥餅層在膜表面的形成.Cho等研究(research)了厭氧生物反應器錯流微濾系統(system)在次臨界通量的操作條件下的感染特性.黃圣散研究了平板膜生物反應器在次臨界通量運行下的膜污染狀況,并結合膜污染模型進一步表征膜表面的污染特性.試驗結果表明,該平板膜生物反應器在次臨界通量運行的情況下,膜污染可分為膜污染緩慢發展階段和膜污染迅速發展階段,可分別用膜孔堵塞模型和泥餅阻力模型表征膜阻力與時間的變化關系,同時,對運行后的膜阻力分布進行分析(Analyse),表明泥餅阻力和孔道吸附堵塞阻力是膜污染的主要組成部分,分別占到總阻力的73%和24%,而膜本身阻力僅占3%.Gander等研究用好氧浸沒式MBR處理(chǔ lǐ)家庭廢水,膜組件在臨界通量以下運行可大大延緩膜污染;同時研究了利用洶涌的曝氣來沖刷膜表面減少濃差極化來減少膜內在的污染層,完成一個虛擬的錯流效果.Jeison等研究在厭氧MBR廢水處理中,通過評價TMP的穩定狀態,進行在線泥餅層管理的先進方法.Ueda等研究用浸沒式中空纖維MBR處理家庭廢水時,曝氣強度對泥餅篩除的影響.研究表明空氣流速的增加可以增加對泥餅去除效果,但有一個臨界值存在,在此臨界值之上,空氣流速的增加對泥餅去除效果沒有影響;不增加空氣流速而通過加強空氣的流動可以改進泥餅去除效果.Low等研究利用機械運動的方法)來維持MBR膜在相對“清潔”的條件下和保持膜通量與清潔的膜相近.研究表明,控制平均0.2m/s的振動頻率,對浸沒式MBR能維持其清潔膜通量的75%以上,且具有高膜驅動壓力的VSEP比浸沒式MBR具有6.8倍的通量,維持穩定通量達到清潔膜通量的70%.Ren等研究中試規模的MBR處理高濃度醫藥廢水,用BPANN優化操作參數,能有效減輕膜污染.但是,即使在次臨界通量下運行時也有膜污染發生,TMP也會升高,膜通量隨時間下降.因此,要考慮(consider)用其它預防性的方法來維持系統的穩定操作.當采用間歇式操作時,研究表明小規模的MBR處理高污染的廢水比大規模MBR更為經濟可行。中空纖維膜紡絲機外形像纖維狀,具有自支撐作用的膜。它是非對稱膜的一種,其致密層可位于纖維的外表面/如反滲透膜,也可位于纖維的內表面(如微濾膜和超濾膜)。對氣體分離膜來說,致密層位于內表面或外表面均可。
2)通過(tōng guò)投加粉末狀活性炭改善混合液的過濾特性.向生物反應器內投加PAC有助于改善污泥混合液的特性,減小過濾的阻力,提高膜的滲透(Osmosis)速率,并能提高膜生物反應器的處理(chǔ lǐ)效率;此外PAC對膜表面的泥餅層具有沖刷作用,可以大為減輕膜污染.Ye等研究(research)用MBR處理市政廢水中,投加PAC后形成的動力學膜有一個合適的厚度,能大大減輕膜污染并能提高污染物的處理效率.結果表明,COD的去除率由94.16%提高到97.09%,NH4+-N的去除率由72.55%提高到76.13%;在運行時不需任何化學清洗。中空纖維膜紡絲機外形像纖維狀,具有自支撐作用的膜。它是非對稱膜的一種,其致密層可位于纖維的外表面/如反滲透膜,也可位于纖維的內表面(如微濾膜和超濾膜)。對氣體分離膜來說,致密層位于內表面或外表面均可。
3)通過反沖洗、反脈沖和化學清洗去除污染層.反沖洗對膜性能要求較高,為避免損傷膜而導致(cause)出水惡化,反沖洗應在低壓狀態下操作.采用反沖洗和反脈沖[能顯著提高膜通量,但反沖洗要消耗一定量凈化水,反沖洗周期過短會使出水量下降,過長則膜通量衰減加快,故在膜生物反應器中應尋找最佳反沖洗周期.Kang等[對厭氧MBR中的有機膜和無機膜的過濾特性進行了比較,研究表明反沖洗和回流方式能有效地減輕膜污染.有機膜用酸性(acidity)反沖洗,膜通量增加兩倍;無機膜用堿性(alkaline)反沖洗,提高了膜通量;且回流方式能獲得更高的膜通量.清洗方法可以是在線和離線清洗.葛元新等介紹了膜清洗的幾種方法及發展狀況,并提出了膜清洗技術的發展方向.張傳義等研究表明,膜污染存在一個“臨界膜污染”水平,當膜污染發展到“臨界膜污染”水平,膜污染急增,此時在線清洗對膜污染的去除效果不明顯,建議在線清洗最好控制在臨界膜污染之前進行.由于生物污染而增加了膜污染的復雜性.隨著現代分析儀器設備的發展,如PCR技術,原子力顯微鏡和掃描電鏡等研究微生物(Micro-Organism)群落結構動力技術變化與降解功能的關系,生物污染已被廣泛地研究和表征,但這些儀器價格昂貴,很難普及.因此在這個領域的進展相對要慢.生物污染控制仍是MBR的一大挑戰。膜生物反應器在污水處理,水資源再利用領域,MBR又稱膜生物反應器(Membrane Bio-Reactor ),是一種由膜分離單元與生物處理單元相結合的新型水處理技術。
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