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如何预防和减缓MBR膜生物反应器中的膜污染

MBR膜生物反应器稳定运行的关键是膜污染的控制。预防和减缓膜污染的措施包括:

(1)膜品种的选择

采用亲水性膜或经过亲水化处理的硫水性膜,可以提高膜的抗污染能力。对于硫水性的易受污染膜,可以采用移植亲水性基团或交链复涂的方法,以改善膜表面的亲水性能,从而降低蛋白质对膜的吸附污染。另外,膜的孔径、孔率以及膜表面的粗糙度等因素均会影响膜污染的速度。

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(2)进水的预处理

运行良好的膜生物反应器,必须有可靠的预处理措施作为保障。在处理工业废水时,除油、沉砂和细格棚尤为重要;处理生活污水特别是洗浴污水时,毛发过滤器必不可少。

(3)合理的池体设计

对于浸没式膜生物反应器,生化池的几何尺寸和膜组件的摆放位置,都会对膜污染的程度产生形响。反应器内升降水流通道的设计要合理,上升水流通道越,下降水流通道越宽,膜面的错流流速就越大,膜面的错流过滤效果就越明显。

(4)膜通量

选择较大“临界膜通量”的膜组件,使膜生物反应器在运行过程中的膜通量小于临界值,以减缓膜污染的速度,保证膜生物反应器的长期稳定运行。另外,采用恒通量操作方式,控制膜的初始通量,也有利于控制膜污染,可以使膜通量在较长时间内保持较高的水平。

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(5)间歇出水和空曝气

周期地设定膜组件的出水和停止出水时间。在膜组件停止出水时,混合液流向膜表面的径向流速为零。在这段时间内,由于空曝气产生的膜表面切向的冲刷作用,使膜表面沉积的截留物脱落,膜分离性能得以恢复。

(6)曝气量

曝气量对于控制一体式膜生物反应器的膜污染问题也十分关键。加大曝气量有利于提高膜表面的冲刷作用,减缓膜面凝胶层的形成。另一方面,适当地增加曝气量,还可以提高膜表面的错流速度。一般认为,错流速度大于3m/s可以减缓或防止膜污染,维持一定的膜通量,但同时也会相应地增加能耗。在污泥浓度较低时,曝气强度对膜污染的影响不大,在高污泥浓度时,增加曝气量的作用较为明显。

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(7)污泥浓度

污泥浓度越高对膜通量的影响就越大,保证较高的污泥浓度虽有利于污染物的去除,但也会加快膜污染。兼顾两者,适宜的污泥浓度一般在80g/L左右。虽然较高的污泥浓度可以减小膜生物反应器的体积,但污泥负荷较低会产生大量的胞外聚合物(EPS),使活性污泥的黏度加大,膜过滤阻力增加。所以,过高的污泥浓度对于MBR正常运行是不利的。

(8)改善混合液的透过性能

通过投加粉末活性炭可以有效抑制EPS对膜分离效果的影响,并改善活性污泥絮体的结构,减轻膜的污染。投加絮凝剂有助于形成体积较大、黏性较小的活性污泥絮体,改善泥水分离的性能,减缓膜污染的速率。


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