為什麼(mó)MBR膜(mó)上(shàng)這麼容(róng)易結垢,個把月就(jiù)要(yào)拆(chāi)下(xià)來(lái)洗,在綫(xiàn)反洗都沒用(yòng)?
MBR在(zài)汙水(shuǐ)處理(lǐ)已經(jīng)得到了廣泛且成(chéng)熟的(dí)應用,因(yīn)為(wéi)MBR替代(dài)了二沉(chén)池(chí),可以保證出水(shuǐ)SS和高(gāo)汙泥(ní)濃(nóng)度,省去了很多汙(wū)師(shī)在運(yùn)營(yíng)中的一些(xiē)煩(fán)惱,但(dàn)是(shì),膜(mó)汙染問(wèn)題也一(yī)直困(kùn)擾著MBR的發展及運(yùn)行!那(nà)麼(mó)針(zhēn)對這些問(wèn)題,MBR操作人員究(jiū)竟(jìng)該怎麼(mó)做?才能(néng)快(kuài)速找(zhǎo)到膜(mó)汙(wū)染根(gēn)源(yuán),並(bìng)給(gěi)予精(jīng)準打(dǎ)擊(jī),以此減少清洗頻(pín)率。
一(yī),膜汙染的定(dìng)義(yì)
膜汙染(rǎn)通(tōng)常是指混(hùn)合液中(zhōng)的(dí)物(wù)質在膜表(biǎo)麵(外部)和(hé)膜孔內(nèi)(內(nèi)部(bù))吸附聚(jù)集,造成膜孔堵塞並(bìng)促(cù)使孔隙率變小(xiǎo),引起膜(mó)通量的衰減(jiǎn)和過(guò)濾壓力(lì)升(shēng)高(gāo)的過(guò)程(chéng)。
在(zài)膜(mó)過濾的(dí)操作中,水(shuǐ)分(fēn)子(zǐ)和(hé)細小(xiǎo)物(wù)質不(bù)斷(duàn)透過膜(mó),同時(shí)一(yī)些物(wù)質(zhì)被膜截留(liú)而(ér)堵塞(sāi)膜(mó)孔或在膜表麵沉積,從(cóng)而造(zào)成(chéng)膜汙染。可以說(shuō),是膜(mó)截(jié)留(liú)導(dǎo)致了(liǎo)膜汙染。膜汙染的(dí)直(zhí)接表現,就(jiù)是膜(mó)通量(liáng)的下降或者(zhě)操作(zuò)壓(yā)力(lì)的升高。
活性汙(wū)泥混(hùn)合液體係中存在的(dí)營(yíng)養(yǎng)基質,菌(jūn)膠團(tuán),微生物細(xì)胞(bāo),細(xì)胞碎片,微(wēi)生物代(dài)謝(xiè)產物(wù)(EPS,SMP)以及(jí)各(gè)種有機(jī),無機(jī)溶(róng)解性物質等(děng)都對膜汙(wū)染有貢獻。
膜汙(wū)染的發展通常可(kě)分(fēn)為3階(jiē)段(也(yě)有2階(jiē)段說法(fǎ)):
(1)初(chū)始汙(wū)染:發生(shēng)在膜(mó)係統投入運行(háng)的初期(qī),膜麵(miàn)與混(hùn)合(hé)液中的膠體,有機物(wù)等(děng)發(fā)生強(qiáng)烈(liè)的相(xiāng)互(hù)作用,汙染方(fāng)式(shì)有粘(nián)附,電荷作用,膜孔(kǒng)堵塞(sāi)等(děng)。錯(cuò)流過濾的條(tiáo)件下(xià),細(xì)小的生物(wù)絮(xù)體或(huò)胞(bāo)外聚合物(wù)依(yī)舊能(néng)夠(gòu)依附(fù)在膜(mó)表(biǎo)麵上,而小於膜孔(kǒng)徑(jìng)的物質(zhì)會在膜孔(kǒng)中(zhōng)吸(xī)附,通過濃縮,結晶沉澱(diàn)和(hé)生長(cháng)繁殖的作用造成膜(mó)汙(wū)染(rǎn)。
(2)緩(huǎn)慢汙(wū)染(rǎn):初期膜表麵(miàn)光滑(huá),大(dà)顆(kē)粒物質(zhì)不容(róng)易附(fù)著,主要由EPS,SMP,生物膠(jiāo)體(tǐ)等(děng)黏(nián)性物質通(tōng)過(guò)吸附(fù)橋架,網(wǎng)捕等(děng)作(zuò)用(yòng)吸附(fù)在膜(mó)表(biǎo)麵(miàn)形(xíng)成(chéng)凝(níng)膠層,造(zào)成(chéng)膜(mó)過(guò)濾阻力的緩慢上升,對(duì)混合液中的汙染物的截留性能會(huì)有增強(qiáng)。凝膠(jiāo)層(céng)的汙(wū)染(rǎn)是(shì)不可(kě)避免的,帶(dài)來(lái)的影響是(shì)膜阻力的緩(huǎn)慢上升。在(zài)恒流操作中表現為(wéi)TMP的緩(huǎn)慢(màn)上升,在(zài)恒(héng)壓(yā)模(mó)式中表(biǎo)現為通量(liáng)的(dí)緩慢衰減(jiǎn)。
(3)快速汙染(rǎn):第2階(jiē)段形(xíng)成的凝膠(jiāo)層在持(chí)續的(dí)過(guò)濾(lǜ)壓(yā)差和透(tòu)水流的(dí)作用下,隨(suí)著(zhuó)汙染(rǎn)物的沉積逐漸密實(shí),導致(zhì)膜(mó)汙染(rǎn)從(cóng)量(liáng)變到質變,混合液(yè)中的絮體(tǐ)迅速在膜表麵(miàn)聚集並形成(chéng)汙(wū)泥濾餅(bǐng),跨膜壓差快速(sù)上(shàng)升(shēng)。
凝(níng)膠層的汙(wū)染是不可(kě)避(bì)免的(dí),帶來的(dí)影(yǐng)響(xiǎng)是(shì)膜(mó)阻(zǔ)力(lì)的緩慢上(shàng)升(shēng)。在恒(héng)流(liú)操作中表現為(wéi)TMP的緩(huǎn)慢上(shàng)升,在(zài)恒(héng)壓模式中表現為通量(liáng)的緩慢衰減(jiǎn)。一旦大量的(dí)汙(wū)泥(ní)絮體在膜(mó)麵沉積而形成(chéng)的泥餅(bǐng)層(céng),係統基(jī)本是(shì)無法(fǎ)正常運行(háng)的(dí)。MBR運(yùn)維過(guò)程的(dí)主(zhǔ)要注(zhù)意事項(xiàng)就是延緩(huǎn)凝(níng)膠(jiāo)層汙(wū)染(rǎn)(保持(chí)好(hǎo)的(dí)水(shuǐ)力(lì)條件,原位清洗,控製膜汙(wū)染發展速(sù)率(shuài),延(yán)長(cháng)緩(huǎn)慢(màn)汙(wū)染的運行時間),控(kòng)製(zhì)泥餅層汙染(rǎn)(快(kuài)速汙(wū)染(rǎn))。
二,膜(mó)汙(wū)染(rǎn)的類(lèi)型(xíng)
(1)按汙染(rǎn)物(wù)質成分(fēn)分(fēn)類
有(yǒu)機汙染
主要來(lái)源(yuán)於混合(hé)液(yè)中的大分子(zǐ)有機(jī)物(多(duō)糖,蛋(dàn)白(bái)質(zhì)等),腐(fǔ)殖酸類(lèi),微生物絮體,細胞碎片(piàn)等(děng)。其中溶(róng)解(jiě)性(xìng)有機(jī)物SMP,EPS雖(suī)然對(duì)於(yú)MLSS來說(shuō)占比非常低,但(dàn)是它(tā)們所造成的膜(mó)汙(wū)染(rǎn)占到(dào)26%-52%。微生物在膜(mó)孔內及(jí)膜表麵生(shēng)長,吸附作(zuò)用(yòng)也是膜(mó)汙染(rǎn)的重要因(yīn)素。
無(wú)機汙(wū)染
由金(jīn)屬鹽(yán)類,無(wú)機鹽(yán)離子(zǐ)架(jià)橋作用(yòng)形(xíng)成(chéng)。膜(mó)的常(cháng)見無機(jī)汙染(rǎn)主要是(shì)鈣(gài),鎂(měi),鐵,矽等的碳(tàn)酸(suān)鹽,硫酸(suān)鹽及矽酸鹽的結(jié)垢物(wù)質,其中碳酸鈣,硫酸(suān)鈣(gài),氫(qīng)氧化美較多。
(2)按(àn)汙染(rǎn)物的性質(zhì)分類
可(kě)逆汙染(暫時(shí)汙染(rǎn)):可以(yǐ)通過(guò)一(yī)定的水(shuǐ)力措(cuò)施進行(háng)去(qù)除膜汙(wū)染(rǎn);如通(tōng)過(guò)清(qīng)水反(fǎn)洗(xǐ),曝氣抖(dǒu)動(dòng)可以去除(chú)的。
不可(kě)逆(nì)汙(wū)染(長(cháng)期汙染):不能(néng)通過(guò)水(shuǐ)力(lì)清洗措施去除(chú)的膜汙(wū)染,可以通過(guò)用氧化劑,酸,鹼(jiǎn),還原(yuán)劑等(děng)清洗進(jìn)行去除的。
可逆(nì)和(hé)不可(kě)逆(nì),都是(shì)可(kě)以(yǐ)洗(xǐ)出來(lái)的。任(rèn)何清(qīng)洗手段(duàn)都洗不(bù)出來的(dí)就叫不(bù)可恢復性汙(wū)染。
(3)按汙(wū)染物的(dí)位置分類(lèi)
混合(hé)液中的(dí)物(wù)料在膜孔內(nèi)吸附(fù),濃縮結(jié)晶,聚(jù)集(jí)形(xíng)成的叫內(nèi)部(bù)汙染;在(zài)膜表(biǎo)麵(miàn)的(dí)聚(jù)集和(hé)沉積形成的(dí)叫外(wài)部(bù)汙(wū)染(rǎn)。
三(sān),MBR膜汙(wū)染的(dí)因素影(yǐng)響
1,汙泥混合液(yè)特(tè)性
MBR膜生(shēng)物(wù)反(fǎn)應器中的膜(mó)汙(wū)染物(wù)質的(dí)來(lái)源是活(huó)性(xìng)汙(wū)泥混合(hé)液,汙(wū)泥(ní)混合(hé)液對(duì)膜的(dí)汙染極為(wéi)復雜(zá)。
1)EPS和(hé)SMP
胞外聚合物(EPS)和溶(róng)解性微(wēi)生(shēng)物產(chǎn)物(SMP)都(dū)是微(wēi)生物代謝產(chǎn)物,成(chéng)分大致(zhì)相同(tóng),它(tā)們對(duì)膜(mó)汙染(rǎn)有(yǒu)著(zhuó)重要且(qiě)復(fù)雜(zá)的(dí)影響,是MBR過程中(zhōng)最(zuì)主(zhǔ)要(yào)汙染(rǎn)物(wù)。
EPS濃度過(guò)高,會增大混合(hé)液粘(nián)度而不利(lì)於(yú)溶(róng)解(jiě)氧的擴(kuò)散(sàn),使汙(wū)泥係統充(chōng)氧(yǎng)困難(nán),從而影(yǐng)響(xiǎng)菌(jūn)膠團的正常(cháng)生理活(huó)動,從而使膜過濾阻力升(shēng)高。而EPS含量過(guò)低(dī),會(huì)引(yǐn)起絮狀(zhuàng)物分解,從而對(duì)MBR的(dí)運行不(bù)利(lì)。
因(yīn)此,存在一個*EPS值,使絮狀(zhuàng)物結構穩(wěn)定(dìng),並且不會引(yǐn)起(qǐ)高(gāo)的膜(mó)汙(wū)染趨勢(shì)。
研究發現(xiàn)大(dà)部分SMP分子(zǐ)量(liáng)小(xiǎo)於1KDa和大(dà)於10KDa,小分子量(liáng)的(dí)溶解有機物,在(zài)通(tōng)過膜的(dí)同時,易堵(dǔ)塞膜孔,造(zào)成(chéng)膜(mó)汙染,並成為出水(shuǐ)中主要殘留有機物。
同時,SMP的(dí)特性(xìng)與(yǔ)組(zǔ)成(chéng)也受(shòu)到多(duō)個運行參(cān)數(shù)影響(xiǎng)。
一(yī)般(bān)來說(shuō),MBR中(zhōng)SMP對(duì)膜的汙染趨勢隨MLSS的增(zēng)加,有(yǒu)機物載(zǎi)入量的(dí)下(xià)降(jiàng),以(yǐ)及(jí)溶解(jiě)氧(yǎng)的升(shēng)高(gāo)而減弱(ruò)。
2)混(hùn)合(hé)液懸浮(fú)固體(tǐ)濃(nóng)度(dù)MLSS
MLSS濃度直接(jiē)影響混(hùn)合(hé)液粘(nián)度,粘度升(shēng)高(gāo)是MLSS上(shàng)升(shēng)引起混(hùn)合(hé)液(yè)過濾(lǜ)性能(néng)下(xià)降(jiàng)的主(zhǔ)要原因,如(rú)果錯流速率(shuài)或(huò)者(zhě)曝氣(qì)強(qiáng)度(dù)不足以衝(chōng)刷掉附著在(zài)膜表麵的(dí)固(gù)體,將(jiāng)很(hěn)快(kuài)引起汙(wū)染層的產生。
3)粘度
混合液粘度(dù)受MLSS影(yǐng)響(xiǎng),MLSS濃(nóng)度高(gāo)於臨界(jiè)值(zhí)時,粘度(dù)隨固體(tǐ)濃度增加而指數升高(gāo)。
在中空(kōng)纖維(wéi)MBR中(zhōng),混(hùn)合(hé)液粘度影(yǐng)響(xiǎng)氣(qì)泡大小,及纖維膜在反(fǎn)應(yīng)器(qì)中的(dí)靈活(huó)性。另(lìng)外,粘度升(shēng)高(gāo)會使溶解(jiě)氧DO傳遞效率下(xià)降,低溶(róng)解(jiě)氧(yǎng)濃(nóng)度(dù)會加劇(jù)膜(mó)汙(wū)染趨(qū)勢。
4)汙(wū)泥(ní)親疏水性(xìng)
許多(duō)研究(jiū)結果(guǒ)表明汙(wū)泥中(zhōng)親水性溶解(jiě)有機(jī)物(wù)對(duì)膜(mó)汙染的發生起到負麵作用。然而(ér),也(yě)有(yǒu)研究(jiū)發(fā)現高疏水(shuǐ)性絮(xù)狀汙泥同(tóng)樣會引(yǐn)起膜(mó)汙(wū)染。
汙泥(ní)的疏水(shuǐ)性(xìng)和表麵電荷(hé)都與胞(bāo)外聚合物(wù)的(dí)組(zǔ)成(chéng)和性質(zhì)以及(jí)絲狀(zhuàng)細菌生(shēng)長指數(shù)有關(guān),絲狀細菌(jūn)過量繁(fán)殖會(huì)產生(shēng)大量,使電(diàn)勢下降,絮狀汙(wū)泥形狀(zhuàng)不規(guī)則,疏(shū)水(shuǐ)性增(zēng)強,導致(zhì)嚴(yán)重的(dí)膜汙染(rǎn)。
5)汙泥(ní)顆粒(lì)大小(xiǎo)
膜(mó)通(tōng)量下(xià)降主要是(shì)由於(yú)2um左右的顆粒引(yǐn)起的(dí)。一(yī)般(bān)來說,顆(kē)粒尺寸越(yuè)小(xiǎo),顆粒越(yuè)易(yì)在(zài)膜麵(miàn)沉積,形成的(dí)沉積層也越致密,透(tòu)水(shuǐ)性越小,故顆粒(lì)尺寸(cùn)過小將加(jiā)劇膜(mó)汙染。
6)汙泥(ní)沉(chén)降指(zhǐ)數(shù)SVI
盡管(guǎn)對(duì)膜(mó)汙(wū)染沒(méi)有直接影響(xiǎng),但汙泥沉(chén)降(jiàng)指數(shù)(SVI)能夠反(fǎn)映(yìng)出(chū)混(hùn)合(hé)液(yè)中的(dí)有機物質(zhì)的(dí)沉(chén)降(jiàng)性。
目(mù)前(qián)不能沉降的(dí)有機(jī)物質,如膠體(tǐ),溶(róng)解有機物(wù),被(bèi)普遍(biàn)認(rèn)為(wéi)是膜的主要(yào)汙染物質(zhì)。
2,MBR膜(mó)過(guò)程(chéng)的操作(zuò)條件
操作(zuò)條件直接或間接(jiē)影(yǐng)響著(zhuó)膜汙染和汙泥(ní)的性(xìng)質(zhì)和(hé)組(zǔ)成。
1)汙泥(ní)停留(liú)時間(SRT)
實(shí)際結果(guǒ)表(biǎo)明,增(zēng)加SRT可以減少SMP和EPS的產生,膜汙(wū)染率也會隨(suí)之(zhī)降(jiàng)低。
但是,過長(cháng)的(dí)SRT會使汙泥濃度(dù)過高(gāo),也會帶來(lái)過高(gāo)的粘度並影(yǐng)響(xiǎng)到(dào)傳質(zhì)和反應(yīng)器的(dí)流體力學(xué),導(dǎo)致(zhì)更嚴重的膜汙(wū)染。一般(bān)城(chéng)市汙(wū)水處理中(zhōng)膜生物反(fǎn)應(yīng)器(qì)的SRT為5-20天。
2)水(shuǐ)力停留時間(jiān)(HRT)
雖(suī)然(rán)HRT對膜汙染沒有直接(jiē)影響(xiǎng),但(dàn)是短(duǎn)HRT會(huì)給微生物(wù)提(tí)供更(gēng)多的(dí)營(yíng)養物(wù)質,而使微生物快(kuài)速(sù)生長,導(dǎo)致MLSS濃度升(shēng)高(gāo),並且使通量(liáng)增加,從(cóng)而會增大(dà)膜汙染(rǎn)發(fā)生的可能(néng)。
3)溫度和pH
對比不同(tóng)季(jì)節(jié)溫(wēn)度(dù)不難(nán)發現,低溫(wēn)期可逆(nì)汙染更加嚴(yán)重,高溫期不可(kě)逆(nì)汙染發展(zhǎn)更迅(xùn)速(sù)。
MBR運行pH範圍一(yī)般是6-9,範圍之(zhī)外,反(fǎn)應器(qì)中的(dí)硝化細菌會迅(xùn)速減少,導致(zhì)硝化(huà)作用(yòng)受到抑(yì)製。當(dāng)pH值(zhí)高(gāo)於(yú)其臨(lín)界值時,膜汙染迅(xùn)速,而當溫(wēn)度升(shēng)高時(shí),最(zuì)大(dà)允許pH值(zhí)就會降低。
4)溶解氧(yǎng)(DO)
低濃度(dù)溶解(jiě)氧會使細胞(bāo)疏(shū)水性降低(dī),而引起汙泥絮(xù)體分(fēn)解,當DO低(dī)於1mg/l時,SMP含(hán)量急劇升高 。溶解氧(yǎng)也(yě)會影響EPS和SMP中成(chéng)分組(zǔ)成,在高溶(róng)解氧(yǎng)MBR體係中,蛋(dàn)白(bái)和多(duō) 聚糖的比率(shuài)也會升高(gāo),並(bìng)且微生(shēng)物(wù)群(qún)落組(zǔ)成會非(fēi)常(cháng)不(bù)同。
5)MBR膜通(tōng)量
對於(yú)所有膜過程,通量的升高(gāo)都會引(yǐn)起膜汙(wū)染的(dí)加劇。
在通(tōng)量(liáng)的選(xuǎn)擇與(yǔ)膜麵(miàn)積最(zuì)小化,反衝洗和(hé)化學清洗(xǐ)時間間(jiān)隔最(zuì)小(xiǎo)化之(zhī)間取得平(píng)衡(héng),也直接影響(xiǎng)著運(yùn)行成本。
6)錯流速(sù)率和曝氣
在分(fēn)體式膜生(shēng)物反(fǎn)應(yīng)器中,錯流(liú)速(sù)率(shuài)(CFV)是(shì)快(kuài)速改(gǎi)變膜(mó)透(tòu)過性(xìng)的(dí)方(fāng)法之(zhī)一。
在(zài)高濃(nóng)度和小(xiǎo)孔徑膜(mó)的係統中,CFV的增大(dà)可以(yǐ)緩(huǎn)解(jiě)汙染物在膜(mó)表麵沉積。但對於(yú)混(hùn)合液(yè)顆粒(lì)物相對較大(dà)的情況下,CFV的增強對通量升高(gāo)沒(méi)有(yǒu)甚至相(xiāng)反的作用(yòng)。
浸(jìn)沒(méi)式(shì)MBR工藝中曝(pù)氣起到非(fēi)常(cháng)重要的(dí)作用:a,通過曝氣提供溶解氧(yǎng),供汙(wū)泥中的(dí)微生物(wù)正(zhèng)常(cháng)生長(cháng)代謝(xiè);b,起(qǐ)到(dào)攪拌作用(yòng),使汙泥懸浮(fú),在(zài)混合溶液中充分(fēn)混合(hé);c,使(shǐ)中空纖維膜組(zǔ)件膜絲疏鬆(sōng),並(bìng)在膜(mó)表麵產生(shēng)剪切(qiē)力,減(jiǎn)少(shǎo)汙染(rǎn)物(wù)在膜表麵(miàn)沉積,一定程(chéng)度上(shàng)防止膜(mó)汙染的產生。
3,膜的(dí)性質(zhì)與膜(mó)組(zǔ)件結(jié)構
1)膜(mó)的(dí)孔徑大小(xiǎo)
小(xiǎo)孔徑(jìng)膜,容(róng)易截留溶液中的汙(wū)染(rǎn)物,在膜表麵產生沉(chén)積(jī)層(céng),使膜(mó)阻力增(zēng)加(jiā)。這類(lèi)汙(wū)染一(yī)般屬於可(kě)逆(nì)汙(wū)染,可(kě)以通過(guò)錯流(liú),反(fǎn)洗(xǐ),曝氣(qì)等物理(lǐ)方(fāng)式去除(chú),內部汙染較小。
大(dà)孔徑(jìng)膜,在過濾初(chū)期膜(mó)孔(kǒng)堵塞較嚴重,隨著表麵(miàn)動態(tài)膜的形(xíng)成(chéng),截留作用開始(shǐ)提(tí)高。但是(shì)汙染(rǎn)物易在膜(mó)孔(kǒng)表麵和內(nèi)部(bù)產生沉(chén)積和堵(dǔ)塞(sāi),形(xíng)成不可(kě)逆汙染(rǎn)甚至不(bù)可(kě)恢(huī)復汙染(rǎn),成(chéng)為(wéi)長(cháng)期運行(háng)中造成(chéng)膜性(xìng)能下(xià)降,壽命(mìng)減(jiǎn)少(shǎo)的主要(yào)因(yīn)素。
2)MBR膜材(cái)料
針對厭(yàn)氧(yǎng)MBR中不同(tóng)膜(mó)材料的(dí)汙(wū)染(rǎn)情況,研究(jiū)表(biǎo)麵在同樣運(yùn)行(háng)條件(jiàn)下,聚偏氟乙烯(PVDF)膜的汙染(rǎn)趨(qū)勢(shì)明顯(xiǎn)小(xiǎo)於聚(jù)碸膜(PS)和(hé)纖(xiān)維素膜。
值得一提的是(shì),當(dāng)活性汙(wū)泥有(yǒu)機物(wù)組(zǔ)分中(zhōng)存(cún)在(zài)與(yǔ)膜材(cái)料(liào)相似的聚合物時(shí),不可(kě)逆(nì)汙染(rǎn)物(wù)的成(chéng)分取(qǔ)決於膜材料(liào)。
3)MBR膜表麵(miàn)粗糙(cāo)程(chéng)度(dù)
膜表(biǎo)麵(miàn)粗糙度(dù)的增(zēng)加使(shǐ)膜表麵(miàn)吸附汙(wū)染物的(dí)可(kě)能(néng)性增加(jiā),但同時也增加了膜表(biǎo)麵的撓動程(chéng)度(dù),阻(zǔ)礙了汙染物(wù)在(zài)膜表麵(miàn)的沉積,因此粗(cū)糙度對(duì)膜(mó)通量的影(yǐng)響是(shì)兩(liǎng)方麵(miàn)因(yīn)素綜合作用的(dí)結果。
4)親疏水(shuǐ)性(xìng)
膜材料的憎水性(xìng)對膜汙染也(yě)有很重(zhòng)要(yào)的影(yǐng)響,比較了憎水性超濾膜(mó)和親水(shuǐ)性(xìng)超濾膜,得(dé)出(chū)憎(zēng)水(shuǐ)性(xìng)超濾膜膜麵更(gēng)容(róng)易吸(xī)附溶解(jiě)性物(wù)質(zhì),表現(xiàn)出更大(dà)的(dí)易汙(wū)染傾向(xiàng)。
目前,改變膜(mó)疏水性(xìng)的(dí)方式大多是對膜材(cái)料進(jìn)行改性。如改(gǎi)變(biàn)孔(kǒng)徑大(dà)小,膜(mó)表麵(miàn)粗糙(cāo)程度(dù),添加(jiā)無機(jī)材料(liào)在(zài)膜(mó)表麵(miàn)形(xíng)成動態預塗(tú)層(céng)等。
4,膜(mó)汙染(rǎn)的控(kòng)製措施
MBR膜(mó)汙(wū)染(rǎn)的(dí)形(xíng)成主要(yào)因(yīn)素有:膜(mó)固(gù)有性質,混(hùn)合液(yè)性(xìng)質和係統運(yùn)行環境,控(kòng)製(zhì)及(jí)解決膜汙(wū)染(rǎn)也(yě)應該從(cóng)這三方(fāng)麵(miàn)采取相應的(dí)措(cuò)施(shī)。
(1)膜的(dí)固有(yǒu)性(xìng)質(zhì)
膜的物(wù)理及(jí)其(qí)化(huà)學(xué)性(xìng)能(néng)是由(yóu)膜材料決定的,膜在(zài)混(hùn)合液中(zhōng)的抗汙(wū)染能力(lì)與其材(cái)料有(yǒu)關(guān)。有研究(jiū)表明膜的親(qīn)水性(xìng)對(duì)抗(kàng)汙染能力(lì)有非常(cháng)重要(yào)的影響(xiǎng)。在有機膜材料中,有的是親(qīn)水性(xìng)材質如(rú)PAN,大多(duō)數(shù)均(jūn)為(wéi)疏(shū)水性(xìng)材質,像PVDF,PE,PS等。疏(shū)水性(xìng)有(yǒu)機材料在(zài)應用時(shí)必(bì)須進(jìn)行親(qīn)水性(xìng)改(gǎi)造,由(yóu)於改造工藝的(dí)差異,親水性在使用過程中的(dí)流(liú)失就有了快慢之(zhī)分(fēn)。
此(cǐ)外,膜抗汙(wū)染(rǎn)能力(lì)還與膜表麵(miàn)粗糙度(dù),膜表(biǎo)麵電(diàn)荷,膜孔徑(jìng)等(děng)均(jūn)有關係(xì)。一般(bān)來說,可以通過選擇親(qīn)水(shuǐ)性更好的膜材料,改(gǎi)善(shàn)膜表麵的(dí)粗(cū)糙度(dù),選(xuǎn)用與混(hùn)合液電位相同的(dí)膜材料(liào)和合(hé)適(shì)的膜孔徑來改善膜抗(kàng)汙染的能力。
無(wú)機膜(mó)如陶瓷膜:以(yǐ)氧(yǎng)化鋁(lǚ),碳化(huà)矽,氧化鈦(tài),氧(yǎng)化鋯等(děng)為原料(liào),高溫燒結(jié)而成(chéng),在(zài)通(tōng)量,強度,化學(xué)穩(wěn)定性方便(biàn)比(bǐ)有機(jī)膜具有明(míng)顯的優勢。
(2)混合液的性質
膜汙(wū)染(rǎn)很(hěn)大(dà)程度是(shì)膜與混合液(yè)之(zhī)間的(dí)相互(hù)作用的影(yǐng)響結(jié)果,混合液的性質(zhì)包(bāo)括汙泥(ní)濃度和黏度(dù),顆粒(lì)分布(bù),溶(róng)解性有(yǒu)機(jī)物濃(nóng)度,微(wēi)生物(wù)代謝產物濃度等。
汙泥濃度(dù)較(jiào)低(dī)時(shí),汙泥對有(yǒu)機(jī)物(wù)的吸(xī)附降(jiàng)解能力不(bù)足,混(hùn)合液(yè)中有(yǒu)機(jī)物濃(nóng)度增加(jiā),膜孔(kǒng)堵塞嚴重,濃差極化(huà)引起膜表(biǎo)麵溶質(zhì)的濃度(dù)顯著(zhù)提高(gāo)易形成(chéng)凝膠層(céng),導(dǎo)致過濾阻(zǔ)力(lì)增加(jiā);當(dāng)汙(wū)泥濃度(dù)高於(yú)一定值時,EPC濃度(dù)增加,汙泥黏度增長快(kuài)速,黏度對膜(mó)通量(liáng)和混合(hé)液(yè)中氣(qì)泡大(dà)小都會產(chǎn)生影響(xiǎng),汙(wū)泥易在膜表麵沉積,形(xíng)成(chéng)較(jiào)厚(hòu)的汙泥層。一般(bān)認為(wéi)汙泥濃(nóng)度(dù)存在一個(gè)臨(lín)界(jiè)值,當汙(wū)泥濃度高於該值時(shí),對膜通量將(jiāng)產生(shēng)不(bù)利影響(xiǎng),所(suǒ)以可(kě)以(yǐ)選擇汙泥(ní)濃度控製(zhì)在合(hé)適的(dí)範(fàn)圍內(nèi)來(lái)有效的控(kòng)製膜汙(wū)染(rǎn)。汙泥(ní)膨(péng)脹和(hé)汙泥(ní)細碎(suì)易引起嚴(yán)重(zhòng)的(dí)膜(mó)汙染。
另(lìng)MBR膜工(gōng)藝的進水水質對(duì)混合液組(zǔ)分也有(yǒu)較(jiào)大(dà)的影(yǐng)響(xiǎng),需要進(jìn)行一定(dìng)程(chéng)度的預處(chǔ)理(lǐ),比(bǐ)如:毛發(fā)垃(lā)圾物質會(huì)纏繞(rào)模式(shì),造(zào)成膜組(zǔ)件(jiàn)積泥從而導(dǎo)致膜(mó)汙染(rǎn),需要(yào)在進入好(hǎo)氧生化(huà)前采用不(bù)同的細膜(mó)格柵去(qù)除;泥砂(shā)等硬度較(jiào)大(dà)的(dí)顆粒可(kě)能會損傷膜絲,需(xū)要采用沉砂池(chí)去除(chú);油(yóu)類對(duì)膜(mó)絲造成無法(fǎ)清洗的(dí)汙(wū)染(rǎn),超過要(yào)求需要通過(guò)隔(gé)油,氣(qì)浮等去除(chú);無機(jī)物(wù):可能在膜表麵析出,結(jié)垢,堵塞膜孔。可通(tōng)過絮凝沉(chén)澱或(huò)調(tiáo)整pH控(kòng)製(zhì)其(qí)不析出。其它對膜有影響(xiǎng)的(dí)特(tè)征(zhēng)汙染物(wù),像有機溶劑,表麵活(huó)性劑(jì),消泡劑,PAM,硬度(dù),鹼度(dù),溫(wēn)度,這(zhè)些(xiē)在具(jù)體(tǐ)情況(kuàng)中要特(tè)別(bié)注意。
(3)係(xì)統運行環(huán)境
次(cì)臨(lín)界通量
臨(lín)界(jiè)通量的(dí)定義(yì)為,存(cún)在這(zhè)樣一個通(tōng)量,當(dāng)通量大於此值(zhí)時,TMP增加明(míng)顯(xiǎn);而(ér)當通量(liáng)小(xiǎo)於此值時,TMP保持穩(wěn)定(dìng)不(bù)變。這個概(gài)念可以(yǐ)幫(bāng)助我(wǒ)們在(zài)膜通(tōng)量(liáng)最(zuì)大(dà)和膜汙染(rǎn)有效控(kòng)製(zhì)之(zhī)間找一個(gè)參考點。在膜組(zǔ)件的實際(jì)運(yùn)行(háng)中,將運行(háng)通(tōng)量高於(yú)臨界(jiè)通量時(shí)稱(chēng)為超臨(lín)界通(tōng)量操作(zuò),運行(háng)通量小(xiǎo)於臨界(jiè)通量時稱(chēng)為次臨(lín)界通(tōng)量(liáng)操(cāo)作。在實際(jì)應用中(zhōng),必須選(xuǎn)擇(zé)合適(shì)的運行通量(liáng)。此(cǐ)運行通量(liáng)值在次臨界的(dí)範圍(wéi),有時(shí)候(hòu)運行通量僅為臨界(jiè)通(tōng)量的(dí)50%左右(yòu)。當然,膜汙(wū)染在長期運行(háng)的(dí)MBR中,即使(shǐ)采(cǎi)用(yòng)次臨界(jiè)通(tōng)量操(cāo)作模式,其(qí)TMP也是(shì)逐漸增加(jiā)的(dí)。
合(hé)理的(dí)曝(pù)氣
在MBR工藝中,曝(pù)氣的(dí)目(mù)的除(chú)了為(wéi)微(wēi)生(shēng)物供氧以(yǐ)外,還使上升(shēng)的氣泡及(jí)其產生(shēng)的(dí)擾動水(shuǐ)流清洗(xǐ)膜(mó)表(biǎo)麵和阻止(zhǐ)汙泥聚集,以保(bǎo)持膜通(tōng)量的穩定(dìng)。同時氣(qì)泡與(yǔ)膜(mó)纖(xiān)維碰(pèng)撞產生的抖動作(zuò)用甚至(zhì)使膜纖維之(zhī)間互相(xiāng)摩(mó)擦(cā),可加速(sù)膜麵沉(chén)積(jī)物的(dí)脫落(là),利於膜汙染的(dí)緩(huǎn)解(jiě)。曝(pù)氣過(guò)大(dà)時,會導致膜表麵沉(chén)積的顆粒粒徑(jìng)減小(xiǎo),使(shǐ)濾餅的(dí)結構(gòu)更加致密(mì),從(cóng)而使膜過濾(lǜ)阻(zǔ)力增(zēng)加;相反(fǎn)的,曝(pù)氣(qì)量(liáng)過(guò)小(xiǎo)時(shí),擾(rǎo)動(dòng)削弱,汙染會加重,因(yīn)此要選(xuǎn)擇合適(shì)的曝(pù)氣量。
運停(tíng)交(jiāo)替(tì)
根(gēn)據(jù)MBR膜(mó)汙染(rǎn)的3階段理(lǐ)論,膜表(biǎo)麵的汙染形(xíng)成需要(yào)一個(gè)過程。首先,汙染物(wù)會在膜表麵(miàn)吸附,沉(chén)積,聚(jù)集,采(cǎi)用(yòng)間(jiān)歇抽(chōu)吸的操作模(mó)式旨(zhǐ)在通過(guò)定期的(dí)停止(zhǐ)膜過濾(lǜ),以使沉(chén)積在(zài)膜(mó)表麵(miàn)的汙泥(ní)在曝(pù)氣(qì)和(hé)水(shuǐ)流所造成的剪(jiǎn)切(qiē)力作用下(xià)從(cóng)膜(mó)表麵(miàn)脫(tuō)落下(xià)來,使(shǐ)膜的(dí)過(guò)濾性(xìng)能得(dé)以恢(huī)復。一般抽(chōu)吸(xī)時(shí)間越長,懸浮(fú)固體(tǐ)在(zài)膜表麵(miàn)積(jī)累的(dí)程度越大;停(tíng)止(zhǐ)的(dí)時間越(yuè)長(cháng),膜(mó)表麵沉積汙泥(ní)脫(tuō)落(là)越*,膜(mó)過濾(lǜ)性能也能(néng)恢復越多。原(yuán)則上應(yīng)根據膜廠家(jiā)的推薦及實際工程(chéng)的(dí)運(yùn)行來確定符合(hé)自(zì)身(shēn)特點的(dí)運(yùn)停(tíng)交(jiāo)替(tì)方式。