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MBR在(zài)汙(wū)水(shuǐ)處理(lǐ)已(yǐ)經(jīng)得(dé)到(dào)了廣(guǎng)泛(fàn)且(qiě)成(chéng)熟的(dí)應用(yòng),因(yīn)為MBR替代(dài)了(liǎo)二沉池(chí),可以(yǐ)保證(zhèng)出(chū)水SS和高汙泥(ní)濃(nóng)度(dù),省(shěng)去(qù)了很(hěn)多汙師在運(yùn)營中(zhōng)的(dí)一些(xiē)煩惱(nǎo),但是(shì),膜(mó)汙染(rǎn)問題也(yě)一(yī)直困擾著MBR的(dí)發展(zhǎn)及運(yùn)行!那麼針(zhēn)對這(zhè)些(xiē)問題,MBR操作(zuò)人(rén)員(yuán)究竟該怎麼做(zuò)?才能快(kuài)速找到膜(mó)汙(wū)染根(gēn)源,並給予精準打(dǎ)擊(jī),以此減少(shǎo)清洗頻(pín)率(shuài)。
一(yī),膜汙染(rǎn)的定義
膜汙(wū)染通常(cháng)是(shì)指混合液(yè)中(zhōng)的(dí)物(wù)質在膜表麵(miàn)(外部(bù))和(hé)膜孔內(內(nèi)部)吸附(fù)聚集,造成膜孔堵塞(sāi)並促使孔隙率變(biàn)小(xiǎo),引(yǐn)起膜(mó)通量(liáng)的衰減和過(guò)濾(lǜ)壓(yā)力升(shēng)高(gāo)的過(guò)程。
在(zài)膜(mó)過濾(lǜ)的(dí)操作中(zhōng),水(shuǐ)分(fēn)子和細小物質不斷(duàn)透過膜,同(tóng)時(shí)一些物(wù)質(zhì)被膜(mó)截留而(ér)堵塞膜孔或在(zài)膜(mó)表麵沉(chén)積(jī),從(cóng)而(ér)造成(chéng)膜汙染。可以(yǐ)說,是(shì)膜(mó)截留導致了(liǎo)膜(mó)汙染(rǎn)。膜汙染(rǎn)的(dí)直(zhí)接表現(xiàn),就(jiù)是膜通量(liáng)的(dí)下(xià)降或(huò)者操作壓(yā)力(lì)的升高。
活(huó)性汙(wū)泥混合(hé)液(yè)體(tǐ)係中(zhōng)存(cún)在的營(yíng)養基質,菌膠團,微(wēi)生(shēng)物(wù)細胞,細胞碎(suì)片,微生物(wù)代謝產(chǎn)物(wù)(EPS,SMP)以及各種(zhǒng)有機(jī),無機(jī)溶解(jiě)性物(wù)質(zhì)等都對膜汙染(rǎn)有(yǒu)貢(gòng)獻(xiàn)。
膜汙(wū)染的(dí)發展通(tōng)常可分為3階段(也有(yǒu)2階段(duàn)說(shuō)法):
(1)初始汙(wū)染(rǎn):發生在膜(mó)係統投入(rù)運(yùn)行(háng)的初期,膜(mó)麵與(yǔ)混合液中的(dí)膠(jiāo)體,有機(jī)物等發生(shēng)強(qiáng)烈的相互作用,汙(wū)染(rǎn)方式有粘附,電(diàn)荷作(zuò)用,膜(mó)孔堵塞(sāi)等。錯流過濾的條(tiáo)件下,細(xì)小的生(shēng)物絮體或胞外聚(jù)合物依(yī)舊(jiù)能(néng)夠(gòu)依(yī)附(fù)在膜表麵上,而(ér)小(xiǎo)於膜孔(kǒng)徑(jìng)的(dí)物(wù)質(zhì)會在膜孔中(zhōng)吸附(fù),通過濃(nóng)縮(suō),結晶沉(chén)澱(diàn)和(hé)生長繁殖(zhí)的作用造成(chéng)膜(mó)汙染(rǎn)。
(2)緩慢汙染:初期膜表(biǎo)麵光滑,大顆(kē)粒物質(zhì)不容易附著,主要由EPS,SMP,生物膠(jiāo)體(tǐ)等(děng)黏性(xìng)物質通過(guò)吸(xī)附橋架(jià),網(wǎng)捕(bǔ)等作(zuò)用(yòng)吸(xī)附在膜(mó)表(biǎo)麵形成凝膠層(céng),造成(chéng)膜(mó)過濾阻力(lì)的緩(huǎn)慢(màn)上(shàng)升(shēng),對(duì)混(hùn)合(hé)液(yè)中(zhōng)的(dí)汙(wū)染物(wù)的截留(liú)性(xìng)能會有增(zēng)強。凝(níng)膠層的汙染是不(bù)可(kě)避免的,帶來的(dí)影(yǐng)響是膜(mó)阻力的(dí)緩慢(màn)上升。在恒(héng)流操作中表現(xiàn)為TMP的緩(huǎn)慢(màn)上升,在恒壓(yā)模(mó)式中(zhōng)表現為(wéi)通(tōng)量的緩慢衰減。
(3)快(kuài)速(sù)汙染:第(dì)2階段(duàn)形成的凝(níng)膠層(céng)在(zài)持(chí)續的過濾壓差(chà)和(hé)透(tòu)水流的(dí)作(zuò)用下,隨著汙(wū)染(rǎn)物的(dí)沉(chén)積逐漸(jiàn)密實(shí),導(dǎo)致膜汙(wū)染從量變到質(zhì)變,混(hùn)合(hé)液(yè)中(zhōng)的絮體(tǐ)迅速(sù)在(zài)膜表(biǎo)麵(miàn)聚集(jí)並形成汙(wū)泥(ní)濾餅,跨(kuà)膜(mó)壓(yā)差快速上(shàng)升。
凝膠層的汙染是不可避(bì)免的,帶(dài)來的(dí)影響(xiǎng)是(shì)膜(mó)阻力的緩慢上升。在恒流(liú)操(cāo)作(zuò)中表現(xiàn)為TMP的緩慢上(shàng)升(shēng),在(zài)恒壓模式中(zhōng)表(biǎo)現為通量(liáng)的緩慢衰減(jiǎn)。一旦(dàn)大(dà)量的汙(wū)泥(ní)絮體在膜麵沉(chén)積而(ér)形(xíng)成的泥餅層(céng),係(xì)統(tǒng)基本(běn)是無法(fǎ)正常運行的(dí)。MBR運維過程(chéng)的(dí)主要注意(yì)事項(xiàng)就(jiù)是延緩凝膠層汙(wū)染(保(bǎo)持好(hǎo)的水(shuǐ)力(lì)條件,原位(wèi)清洗,控製膜汙(wū)染發(fā)展速率,延(yán)長(cháng)緩慢汙染的運(yùn)行(háng)時間),控(kòng)製泥餅層汙染(rǎn)(快(kuài)速汙染(rǎn))。
二,膜(mó)汙染的(dí)類(lèi)型(xíng)
(1)按汙(wū)染物質(zhì)成(chéng)分分類(lèi)
有機汙染
主要來源於(yú)混合(hé)液(yè)中(zhōng)的大(dà)分子有(yǒu)機物(多糖(táng),蛋白質(zhì)等(děng)),腐殖(zhí)酸(suān)類(lèi),微生物(wù)絮體,細胞碎片等。其(qí)中溶解性(xìng)有機(jī)物SMP,EPS雖然(rán)對(duì)於(yú)MLSS來說占(zhān)比非常(cháng)低(dī),但是它們所造成的膜汙(wū)染占(zhān)到(dào)26%-52%。微生物在膜孔(kǒng)內及(jí)膜(mó)表麵(miàn)生長,吸(xī)附(fù)作用也是膜(mó)汙染的重(zhòng)要(yào)因(yīn)素。
無機(jī)汙染(rǎn)
由金屬鹽(yán)類,無機(jī)鹽(yán)離子架橋作用形成。膜(mó)的常(cháng)見無機(jī)汙染主要(yào)是鈣,鎂,鐵(tiě),矽等的碳(tàn)酸鹽(yán),硫酸鹽及矽酸(suān)鹽的結垢物質,其中碳酸(suān)鈣,硫(liú)酸(suān)鈣,氫氧(yǎng)化(huà)美(měi)較(jiào)多。
(2)按汙染物的(dí)性(xìng)質(zhì)分類
可逆汙染(暫時(shí)汙染):可(kě)以通過一定(dìng)的(dí)水力措(cuò)施進(jìn)行去(qù)除膜(mó)汙染;如通過清水反洗,曝(pù)氣(qì)抖動可以(yǐ)去除(chú)的。
不(bù)可逆汙(wū)染(長(cháng)期(qī)汙(wū)染):不能通過(guò)水(shuǐ)力(lì)清(qīng)洗(xǐ)措施去(qù)除的(dí)膜汙(wū)染,可(kě)以通(tōng)過(guò)用氧化劑,酸(suān),鹼,還原劑等(děng)清(qīng)洗進行(háng)去除的。
可(kě)逆(nì)和(hé)不可(kě)逆,都是可(kě)以洗(xǐ)出來的(dí)。任(rèn)何清(qīng)洗手(shǒu)段(duàn)都(dū)洗不出(chū)來(lái)的(dí)就(jiù)叫(jiào)不(bù)可恢復性汙染。
(3)按汙(wū)染物的(dí)位置分類(lèi)
混(hùn)合液中的物(wù)料在膜孔內吸(xī)附(fù),濃(nóng)縮結晶,聚集(jí)形成(chéng)的(dí)叫(jiào)內(nèi)部汙染;在膜表麵的聚集(jí)和沉積形成的叫外部汙(wū)染。
三,膜(mó)汙染的因素(sù)影響
1,汙泥混合(hé)液特(tè)性(xìng)
膜生(shēng)物反(fǎn)應器中的膜(mó)汙染物質的(dí)來源是(shì)活性汙泥混(hùn)合液,汙泥混合(hé)液對膜(mó)的(dí)汙染(rǎn)極為復雜。
1)EPS和SMP
胞外聚合物(EPS)和(hé)溶(róng)解(jiě)性微(wēi)生(shēng)物產物(SMP)都是微生(shēng)物代(dài)謝產(chǎn)物,成(chéng)分(fēn)大致相(xiāng)同(tóng),它們對(duì) 膜汙(wū)染有(yǒu)著重要(yào)且復(fù)雜的影響,是(shì)MBR過程(chéng)中最主要汙染(rǎn)物(wù)。
EPS濃度(dù)過高,會增大混(hùn)合(hé)液粘(nián)度(dù)而不利(lì)於(yú)溶(róng)解氧的擴散,使汙(wū)泥(ní)係統(tǒng)充(chōng)氧困(kùn)難,從(cóng)而(ér)影(yǐng)響菌(jūn)膠團的(dí)正常生理活(huó)動,從(cóng)而使膜過濾阻(zǔ)力(lì)升高(gāo)。而EPS含量(liáng)過(guò)低(dī),會(huì)引(yǐn)起絮(xù)狀(zhuàng)物分解(jiě),從(cóng)而(ér)對MBR的運行不(bù)利(lì)。
因(yīn)此(cǐ),存(cún)在一個(gè)*EPS值,使絮(xù)狀物(wù)結構穩(wěn)定,並且(qiě)不(bù)會(huì)引起高(gāo)的(dí)膜汙(wū)染(rǎn)趨勢。
研(yán)究(jiū)發現(xiàn)大部(bù)分SMP分子量(liáng)小於(yú)1KDa和(hé)大(dà)於(yú)10KDa,小(xiǎo)分子量的(dí)溶(róng)解有機物(wù),在(zài)通(tōng)過(guò)膜的同時(shí),易(yì)堵(dǔ)塞膜(mó)孔(kǒng),造成膜汙染,並成為(wéi)出水中主要(yào)殘留有機(jī)物。
同時(shí),SMP的特(tè)性與組成(chéng)也(yě)受(shòu)到多個運行(háng)參(cān)數(shù)影響。
一(yī)般來(lái)說,MBR中SMP對膜(mó)的汙(wū)染(rǎn)趨(qū)勢(shì)隨(suí)MLSS的增加,有機(jī)物(wù)載(zǎi)入(rù)量(liáng)的(dí)下(xià)降(jiàng),以及溶解(jiě)氧的升高(gāo)而減(jiǎn)弱。
2)混(hùn)合液懸浮(fú)固體濃度MLSS
MLSS濃(nóng)度直接影(yǐng)響(xiǎng)混(hùn)合液粘度,粘(nián)度(dù)升高是(shì)MLSS上(shàng)升引起(qǐ)混合(hé)液過(guò)濾(lǜ)性能下(xià)降的主要(yào)原因,如果錯(cuò)流速(sù)率(shuài)或(huò)者(zhě)曝氣強度(dù)不足以衝(chōng)刷(shuā)掉附著(zhuó)在膜表麵的(dí)固體(tǐ),將很快(kuài)引(yǐn)起汙染(rǎn)層的(dí)產(chǎn)生。
3)粘(nián)度
混合液(yè)粘度受MLSS影(yǐng)響,MLSS濃(nóng)度高(gāo)於臨界值時(shí),粘度隨(suí)固體濃(nóng)度(dù)增(zēng)加而(ér)指數升高(gāo)。
在(zài)中空纖維(wéi)MBR中(zhōng),混(hùn)合(hé)液(yè)粘(nián)度(dù)影響氣泡大(dà)小(xiǎo),及(jí)纖(xiān)維膜在反(fǎn)應器中(zhōng)的(dí)靈活性。另(lìng)外,粘(nián)度升(shēng)高會使溶(róng)解(jiě)氧DO傳(chuán)遞效(xiào)率下降,低(dī)溶解(jiě)氧濃(nóng)度會加(jiā)劇(jù)膜汙(wū)染(rǎn)趨勢(shì)。
4)汙泥(ní)親疏(shū)水(shuǐ)性
許(xǔ)多研究結(jié)果表(biǎo)明汙泥中親(qīn)水(shuǐ)性(xìng)溶解有機(jī)物對膜汙(wū)染的發生(shēng)起到(dào)負(fù)麵(miàn)作用(yòng)。然(rán)而,也(yě)有研(yán)究發現(xiàn)高疏水(shuǐ)性(xìng)絮狀汙(wū)泥(ní)同(tóng)樣會引(yǐn)起膜汙(wū)染(rǎn)。
汙泥的(dí)疏水性和(hé)表麵電荷(hé)都與胞(bāo)外(wài)聚(jù)合(hé)物的組成(chéng)和性(xìng)質(zhì)以及(jí)絲狀細菌生(shēng)長指數有(yǒu)關(guān),絲(sī)狀(zhuàng)細菌(jūn)過量(liáng)繁殖會產(chǎn)生(shēng)大(dà)量,使(shǐ)電勢下降(jiàng),絮(xù)狀(zhuàng)汙(wū)泥(ní)形狀不(bù)規則(zé),疏水性增強,導(dǎo)致嚴(yán)重的膜汙染(rǎn)。
5)汙泥顆粒大小(xiǎo)
膜通量下降(jiàng)主要(yào)是由於(yú)2um左右(yòu)的(dí)顆(kē)粒(lì)引起(qǐ)的。一(yī)般來(lái)說,顆(kē)粒(lì)尺寸(cùn)越小,顆粒(lì)越(yuè)易在(zài)膜麵沉積,形成的沉積(jī)層(céng)也(yě)越(yuè)致(zhì)密(mì),透(tòu)水性(xìng)越小,故(gù)顆(kē)粒尺(chǐ)寸過小(xiǎo)將(jiāng)加劇(jù)膜汙(wū)染。
6)汙泥(ní)沉降指數SVI
盡(jìn)管對膜汙染沒有直(zhí)接(jiē)影(yǐng)響,但汙(wū)泥沉降指數(SVI)能(néng)夠反(fǎn)映(yìng)出(chū)混(hùn)合(hé)液中的(dí)有機物(wù)質的沉降性。
目(mù)前不(bù)能沉降(jiàng)的有(yǒu)機物質,如(rú)膠(jiāo)體,溶(róng)解(jiě)有(yǒu)機物,被(bèi)普(pǔ)遍(biàn)認為是膜(mó)的(dí)主要(yào)汙染物(wù)質(zhì)。
2,MBR過程的操(cāo)作條(tiáo)件
操作(zuò)條件直(zhí)接(jiē)或間接影(yǐng)響著(zhuó)膜汙染和(hé)汙(wū)泥(ní)的(dí)性(xìng)質和(hé)組(zǔ)成。
1)汙泥(ní)停留時(shí)間(SRT)
實(shí)際結果(guǒ)表明,增(zēng)加SRT可(kě)以(yǐ)減少(shǎo)SMP和EPS的(dí)產生,膜(mó)汙染率(shuài)也會隨(suí)之(zhī)降(jiàng)低。
但(dàn)是,過長的SRT會(huì)使汙泥(ní)濃(nóng)度過高,也會(huì)帶來過高(gāo)的粘(nián)度並(bìng)影(yǐng)響到傳質和反(fǎn)應(yīng)器的(dí)流(liú)體力學,導(dǎo)致(zhì)更嚴重的膜(mó)汙(wū)染(rǎn)。一(yī)般(bān)城(chéng)市(shì)汙水處理中膜生(shēng)物反(fǎn)應(yīng)器的SRT為5-20天(tiān)。
2)水力(lì)停留時間(HRT)
雖然(rán)HRT對膜汙染沒(méi)有直(zhí)接(jiē)影響,但(dàn)是短HRT會(huì)給微生物提(tí)供更(gēng)多的營(yíng)養物質,而使微(wēi)生(shēng)物快(kuài)速生長(cháng),導致MLSS濃度升高,並且使(shǐ)通量增(zēng)加(jiā),從而會增(zēng)大(dà)膜汙染(rǎn)發(fā)生的可(kě)能。
3)溫(wēn)度(dù)和pH
對(duì)比不同季(jì)節(jié)溫(wēn)度不難發現(xiàn),低(dī)溫(wēn)期(qī)可逆汙染更加(jiā)嚴(yán)重,高溫期不(bù)可逆汙染發(fā)展更迅速(sù)。
MBR運(yùn)行(háng)pH範(fàn)圍(wéi)一(yī)般是6-9,範(fàn)圍之(zhī)外(wài),反應器中的硝(xiāo)化細菌會(huì)迅速減(jiǎn)少(shǎo),導致硝(xiāo)化作用受(shòu)到抑(yì)製。當(dāng)pH值高於其臨(lín)界值時,膜(mó)汙染迅速,而(ér)當溫度升(shēng)高時,最(zuì)大(dà)允(yǔn)許(xǔ)pH值就會降低。
4)溶(róng)解氧(yǎng)(DO)
低(dī)濃度溶解氧(yǎng)會(huì)使細胞疏(shū)水(shuǐ)性(xìng)降低(dī),而引起汙(wū)泥絮體分解(jiě),當(dāng)DO低(dī)於1mg/l時(shí),SMP含(hán)量(liáng)急(jí)劇升高 。溶解氧(yǎng)也會影響(xiǎng)EPS和SMP中(zhōng)成分組(zǔ)成(chéng),在(zài)高(gāo)溶(róng)解氧(yǎng)MBR體係中,蛋白和多(duō) 聚糖的比(bǐ)率也會升高,並且(qiě)微(wēi)生(shēng)物群落組成會非(fēi)常不同。
5)膜通(tōng)量
對於所(suǒ)有(yǒu)膜過程,通量(liáng)的(dí)升(shēng)高都會引起膜汙染的加劇。
在(zài)通量的選(xuǎn)擇與膜(mó)麵(miàn)積最(zuì)小化(huà),反衝洗和化學(xué)清洗時間(jiān)間(jiān)隔(gé)最小化(huà)之間取(qǔ)得(dé)平衡(héng),也直(zhí)接影響(xiǎng)著運行(háng)成本(běn)。
6)錯(cuò)流(liú)速率和曝氣(qì)
在分(fēn)體(tǐ)式(shì)膜(mó)生物(wù)反應(yīng)器(qì)中(zhōng),錯流速率(shuài)(CFV)是快(kuài)速改變膜(mó)透(tòu)過性(xìng)的方法之一。
在高(gāo)濃(nóng)度和(hé)小孔徑膜的(dí)係(xì)統(tǒng)中,CFV的增大可(kě)以緩解(jiě)汙(wū)染物在膜表麵沉積。但(dàn)對(duì)於混合(hé)液顆(kē)粒物相對較(jiào)大的情況下,CFV的增強對通量升(shēng)高沒(méi)有甚(shèn)至(zhì)相反(fǎn)的(dí)作(zuò)用。
浸(jìn)沒式MBR工(gōng)藝中曝(pù)氣起到(dào)非常(cháng)重(zhòng)要(yào)的作用(yòng):a,通過曝氣提供溶解(jiě)氧(yǎng),供(gōng)汙泥中(zhōng)的(dí)微(wēi)生物(wù)正(zhèng)常生長(cháng)代(dài)謝(xiè);b,起(qǐ)到(dào)攪拌作用(yòng),使汙(wū)泥(ní)懸(xuán)浮,在(zài)混(hùn)合(hé)溶(róng)液(yè)中充分混(hùn)合;c,使中(zhōng)空纖(xiān)維(wéi)膜(mó)組(zǔ)件(jiàn)膜絲疏鬆,並在膜表麵(miàn)產(chǎn)生剪(jiǎn)切(qiē)力,減少汙(wū)染(rǎn)物在膜表麵沉(chén)積,一定程度(dù)上防止(zhǐ)膜汙染的(dí)產生。
3,膜的(dí)性質(zhì)與(yǔ)膜組件結構
1)膜(mó)的(dí)孔徑大(dà)小(xiǎo)
小孔徑(jìng)膜(mó),容(róng)易截(jié)留溶液(yè)中的汙染物(wù),在膜表麵(miàn)產生沉(chén)積層,使膜阻力(lì)增加。這類汙(wū)染一般屬(shǔ)於(yú)可逆汙(wū)染,可以(yǐ)通過錯流(liú),反(fǎn)洗(xǐ),曝氣(qì)等(děng)物(wù)理方式去除,內部汙(wū)染(rǎn)較小。
大孔徑(jìng)膜,在(zài)過濾(lǜ)初期膜孔(kǒng)堵(dǔ)塞較嚴(yán)重,隨著(zhuó)表麵(miàn)動(dòng)態(tài)膜(mó)的形成,截留作(zuò)用開始提(tí)高。但(dàn)是汙(wū)染物(wù)易(yì)在(zài)膜孔表(biǎo)麵(miàn)和內(nèi)部(bù)產(chǎn)生(shēng)沉積(jī)和堵塞(sāi),形成(chéng)不可(kě)逆(nì)汙(wū)染(rǎn)甚至不可(kě)恢復(fù)汙染(rǎn),成(chéng)為長(cháng)期(qī)運行(háng)中造(zào)成膜性能下降,壽命(mìng)減少的主(zhǔ)要因素。
2)膜材(cái)料
針對(duì)厭(yàn)氧(yǎng)MBR中(zhōng)不同(tóng)膜(mó)材料的汙染(rǎn)情況(kuàng),研(yán)究(jiū)表麵在(zài)同(tóng)樣運(yùn)行條(tiáo)件下,聚偏氟乙烯(xī)(PVDF)膜(mó)的汙染趨勢明顯小於(yú)聚(jù)碸(fēng)膜(PS)和纖(xiān)維(wéi)素膜(mó)。
值得(dé)一(yī)提(tí)的是(shì),當(dāng)活(huó)性(xìng)汙(wū)泥(ní)有機物(wù)組(zǔ)分(fēn)中(zhōng)存(cún)在與膜材(cái)料(liào)相似(sì)的聚合(hé)物時,不(bù)可(kě)逆汙(wū)染物的(dí)成(chéng)分(fēn)取(qǔ)決於膜(mó)材(cái)料(liào)。
3)膜(mó)表(biǎo)麵(miàn)粗(cū)糙程(chéng)度(dù)
膜表麵(miàn)粗糙度(dù)的增(zēng)加使膜(mó)表(biǎo)麵(miàn)吸附汙染物的(dí)可能性增(zēng)加,但同時(shí)也(yě)增加(jiā)了(liǎo)膜表(biǎo)麵的撓動(dòng)程度(dù),阻礙了汙染物(wù)在膜(mó)表麵的(dí)沉(chén)積,因(yīn)此粗(cū)糙(cāo)度(dù)對(duì)膜通(tōng)量的影響是(shì)兩(liǎng)方麵(miàn)因素綜(zōng)合(hé)作用(yòng)的(dí)結果(guǒ)。
4)親疏水(shuǐ)性(xìng)
膜(mó)材料的憎水性(xìng)對膜汙染也(yě)有(yǒu)很(hěn)重(zhòng)要(yào)的影(yǐng)響,比較(jiào)了憎(zēng)水性(xìng)超濾膜和(hé)親水(shuǐ)性(xìng)超(chāo)濾膜(mó),得(dé)出(chū)憎(zēng)水性(xìng)超濾膜膜(mó)麵(miàn)更容(róng)易吸附溶解(jiě)性物質,表現(xiàn)出更大的(dí)易汙染(rǎn)傾(qīng)向。
目(mù)前,改變(biàn)膜(mó)疏(shū)水(shuǐ)性(xìng)的方式大多(duō)是(shì)對膜材料進行改性。如改(gǎi)變孔徑大小(xiǎo),膜表麵(miàn)粗(cū)糙程度(dù),添加無機材(cái)料在膜表麵(miàn)形成動態預塗層(céng)等(děng)。
4,膜(mó)汙染(rǎn)的控(kòng)製措(cuò)施
膜汙(wū)染的(dí)形成(chéng)主(zhǔ)要因(yīn)素有(yǒu):膜(mó)固有性(xìng)質(zhì),混(hùn)合(hé)液性質(zhì)和係統(tǒng)運行環境(jìng),控製(zhì)及解決膜汙(wū)染也應該從(cóng)這(zhè)三方麵(miàn)采取(qǔ)相(xiāng)應的措施。
(1)膜的固(gù)有性質
膜的(dí)物理(lǐ)及(jí)其(qí)化(huà)學(xué)性能是(shì)由膜材(cái)料決(jué)定(dìng)的(dí),膜在(zài)混合液中的(dí)抗汙染(rǎn)能力與其材(cái)料(liào)有關(guān)。有(yǒu)研究(jiū)表(biǎo)明膜的(dí)親水(shuǐ)性對抗(kàng)汙染能力有(yǒu)非(fēi)常重(zhòng)要的影響。在有機(jī)膜材料中(zhōng),有(yǒu)的是(shì)親(qīn)水性材質如(rú)PAN,大多數(shù)均為(wéi)疏水性材質,像PVDF,PE,PS等。疏(shū)水(shuǐ)性有(yǒu)機(jī)材料(liào)在應用時必須進(jìn)行親水(shuǐ)性改造,由於(yú)改造工(gōng)藝的(dí)差(chà)異,親水性在使(shǐ)用(yòng)過(guò)程中的(dí)流(liú)失(shī)就(jiù)有了(liǎo)快(kuài)慢(màn)之分。
此外(wài),膜(mó)抗(kàng)汙(wū)染能力還與膜表(biǎo)麵(miàn)粗糙度(dù),膜(mó)表麵電荷,膜(mó)孔(kǒng)徑等(děng)均有關(guān)係。一般來(lái)說,可以(yǐ)通(tōng)過選(xuǎn)擇親(qīn)水(shuǐ)性更(gēng)好的膜材料,改(gǎi)善膜表(biǎo)麵(miàn)的粗(cū)糙度,選用與(yǔ)混(hùn)合液電(diàn)位相同(tóng)的膜材料(liào)和合適的(dí)膜孔徑來改善膜抗汙(wū)染(rǎn)的能(néng)力。
無機膜(mó)如(rú)陶(táo)瓷膜:以(yǐ)氧化(huà)鋁,碳化矽,氧化(huà)鈦(tài),氧化鋯等為原料,高溫(wēn)燒結而成,在通量,強度,化(huà)學(xué)穩(wěn)定性方便比(bǐ)有機膜具有(yǒu)明(míng)顯(xiǎn)的優勢(shì)。
(2)混合(hé)液的性(xìng)質
膜(mó)汙染很(hěn)大(dà)程度(dù)是膜與(yǔ)混合(hé)液之間的相(xiāng)互作用(yòng)的(dí)影(yǐng)響(xiǎng)結(jié)果,混合液的性(xìng)質包(bāo)括汙(wū)泥濃度和黏度(dù),顆粒分布,溶解性有(yǒu)機(jī)物濃(nóng)度,微(wēi)生物(wù)代謝產(chǎn)物(wù)濃(nóng)度(dù)等。
汙泥濃度較低時(shí),汙(wū)泥對有(yǒu)機物的吸附(fù)降解(jiě)能力不足,混(hùn)合液中有機物濃度增(zēng)加,膜孔(kǒng)堵塞(sāi)嚴重,濃差(chà)極化(huà)引起膜表麵溶質的(dí)濃度顯(xiǎn)著提(tí)高(gāo)易形(xíng)成凝膠層,導致過(guò)濾(lǜ)阻(zǔ)力增加;當(dāng)汙泥濃(nóng)度(dù)高(gāo)於一定值時(shí),EPC濃度(dù)增加(jiā),汙(wū)泥(ní)黏度增(zēng)長快(kuài)速,黏(nián)度(dù)對膜通量(liáng)和混合液(yè)中氣泡大小都會(huì)產(chǎn)生影(yǐng)響,汙泥(ní)易在(zài)膜表麵沉(chén)積(jī),形(xíng)成較(jiào)厚的汙泥層。一(yī)般認為(wéi)汙泥(ní)濃(nóng)度存(cún)在(zài)一個臨界值(zhí),當汙泥濃度高於該(gāi)值(zhí)時(shí),對(duì)膜通(tōng)量將(jiāng)產(chǎn)生不(bù)利影響,所(suǒ)以(yǐ)可以選擇(zé)汙(wū)泥濃(nóng)度(dù)控製在(zài)合適(shì)的範(fàn)圍內來有效(xiào)的控製膜汙(wū)染(rǎn)。汙泥膨脹和(hé)汙(wū)泥細碎易引起嚴(yán)重的膜汙(wū)染。
另(lìng)MBR工藝(yì)的進水水質對(duì)混(hùn)合(hé)液組(zǔ)分(fēn)也有較大的(dí)影響(xiǎng),需要進行一(yī)定(dìng)程(chéng)度(dù)的(dí)預處理(lǐ),比如(rú):毛發(fā)垃(lā)圾(jī)物質(zhì)會纏(chán)繞(rào)模式,造成(chéng)膜(mó)組(zǔ)件(jiàn)積(jī)泥從(cóng)而(ér)導致膜汙染(rǎn),需要(yào)在進入好(hǎo)氧生化(huà)前(qián)采用不同的細(xì)膜格柵(zhà)去除;泥(ní)砂等硬度較大(dà)的顆(kē)粒可能會損(sǔn)傷(shāng)膜(mó)絲,需要采(cǎi)用(yòng)沉(chén)砂(shā)池去(qù)除;油(yóu)類對膜絲造成無(wú)法(fǎ)清(qīng)洗的(dí)汙(wū)染(rǎn),超過(guò)要求需(xū)要(yào)通過隔(gé)油,氣浮等(děng)去(qù)除;無機物(wù):可(kě)能在膜(mó)表麵析(xī)出,結垢,堵(dǔ)塞膜孔。可(kě)通過(guò)絮凝沉澱或調整pH控製(zhì)其(qí)不析(xī)出(chū)。其它(tā)對膜有(yǒu)影響(xiǎng)的特(tè)征汙(wū)染(rǎn)物,像(xiàng)有機(jī)溶(róng)劑(jì),表麵活性劑,消泡(pào)劑,PAM,硬度(dù),鹼度(dù),溫(wēn)度,這些在具(jù)體情(qíng)況(kuàng)中要特別注意。
(3)係統(tǒng)運行環(huán)境(jìng)
次臨(lín)界(jiè)通(tōng)量
臨(lín)界(jiè)通(tōng)量的定義為,存在(zài)這(zhè)樣一(yī)個通量,當通(tōng)量大於(yú)此(cǐ)值(zhí)時,TMP增加明顯(xiǎn);而(ér)當通量(liáng)小於(yú)此值時,TMP保持穩定(dìng)不(bù)變(biàn)。這個(gè)概念(niàn)可以幫助(zhù)我們(mén)在(zài)膜通(tōng)量最(zuì)DA化(huà)和膜汙染有效控(kòng)製之間(jiān)找一(yī)個(gè)參考(kǎo)點。在(zài)膜組件的實際(jì)運行中(zhōng),將(jiāng)運行通量高於臨界通(tōng)量時稱為超臨界通量操作(zuò),運行通(tōng)量(liáng)小於臨(lín)界通(tōng)量(liáng)時稱為次臨(lín)界通量(liáng)操作。在(zài)實際應用(yòng)中(zhōng),必(bì)須選擇(zé)合(hé)適的運(yùn)行(háng)通量。此(cǐ)運行通量值(zhí)在次臨(lín)界的範圍(wéi),有(yǒu)時(shí)候運行通量(liáng)僅為(wéi)臨(lín)界(jiè)通量的50%左(zuǒ)右(yòu)。當然,膜(mó)汙染(rǎn)在長期(qī)運行(háng)的(dí)MBR中(zhōng),即使采用(yòng)次(cì)臨界(jiè)通(tōng)量(liáng)操作模(mó)式,其TMP也是逐漸(jiàn)增(zēng)加的。
合(hé)理(lǐ)的曝(pù)氣(qì)
在MBR中,曝(pù)氣(qì)的(dí)目(mù)的(dí)除(chú)了為微生(shēng)物供氧以外,還(huán)使上升的氣(qì)泡(pào)及(jí)其(qí)產(chǎn)生(shēng)的擾(rǎo)動(dòng)水流清洗膜(mó)表麵和(hé)阻(zǔ)止汙泥聚集,以保持膜通(tōng)量的穩(wěn)定(dìng)。同時(shí)氣泡(pào)與膜纖維(wéi)碰撞產(chǎn)生(shēng)的抖動作用(yòng)甚(shèn)至(zhì)使(shǐ)膜纖維之間互相(xiāng)摩擦,可加速膜麵沉(chén)積(jī)物(wù)的(dí)脫落,利於(yú)膜汙(wū)染的緩(huǎn)解。曝(pù)氣過大(dà)時(shí),會(huì)導致(zhì)膜表(biǎo)麵沉(chén)積的(dí)顆粒粒徑減(jiǎn)小(xiǎo),使濾餅(bǐng)的(dí)結(jié)構更加致(zhì)密(mì),從(cóng)而使膜(mó)過濾(lǜ)阻力(lì)增加;相反(fǎn)的(dí),曝(pù)氣(qì)量(liáng)過小時(shí),擾(rǎo)動削弱,汙染會加重,因此要選擇合適的曝氣量。
運停(tíng)交替
根據膜汙染(rǎn)的3階(jiē)段(duàn)理(lǐ)論(lùn),膜(mó)表麵的(dí)汙染形成(chéng)需要(yào)一個過程(chéng)。首先(xiān),汙染物會在膜表(biǎo)麵(miàn)吸附(fù),沉積,聚集,采用(yòng)間(jiān)歇(xiē)抽吸(xī)的(dí)操作模式(shì)旨(zhǐ)在(zài)通(tōng)過(guò)定期的(dí)停止(zhǐ)膜過濾(lǜ),以(yǐ)使沉(chén)積在(zài)膜表麵的汙(wū)泥(ní)在曝(pù)氣(qì)和(hé)水流(liú)所(suǒ)造(zào)成的(dí)剪切(qiē)力作用下從(cóng)膜表(biǎo)麵(miàn)脫落下(xià)來,使膜(mó)的過(guò)濾(lǜ)性能得以恢(huī)復(fù)。一般抽吸時(shí)間(jiān)越長(cháng),懸(xuán)浮(fú)固體在(zài)膜表麵積累(léi)的程度越(yuè)大(dà);停止的時間越(yuè)長(cháng),膜表(biǎo)麵(miàn)沉(chén)積汙(wū)泥脫落越*,膜過(guò)濾(lǜ)性能也能恢復越多。原則(zé)上應(yīng)根據膜(mó)廠家(jiā)的推薦(jiàn)及實際工程的(dí)運(yùn)行來(lái)確定(dìng)符(fú)合(hé)自身特點(diǎn)的運(yùn)停交(jiāo)替方(fāng)式。

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