MBR運(yùn)行條件對(duì)膜污染影響
中國(guó)污水處理工程網(wǎng) 時(shí)間:2018-3-22 15:36:24
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MBR系統(tǒng)運(yùn)行操作與溫度、膜通量、水力停留時(shí)間(HRT)、污泥停留時(shí)間(SRT)、曝氣強(qiáng)度、抽停時(shí)間比等因素有關(guān)。將不同MBR系統(tǒng)調(diào)整在合適的操作條件下能夠緩解膜污染,同時(shí)增加膜通量。
(1)反應(yīng)器運(yùn)行溫度對(duì)膜污染的影響
反應(yīng)器溫度能夠直接影響污泥混合液的黏度、微生物的代謝、膜材料自身的穩(wěn)定包括膜孔徑由溫度的影響。相對(duì)溫度的提高能夠提高污泥微生物的代謝活性,同時(shí)也會(huì)增加細(xì)胞外大分子有機(jī)物的分泌,這可能對(duì)抵抗膜污染不利。Brink等將試驗(yàn)溫度設(shè)置為7、15、25℃,發(fā)現(xiàn)隨著溫度的升高,污泥絮體平均粒徑增大,具有減緩膜污染的效果。
(2)膜通量
在前面節(jié)提到過膜的臨界通量問題,臨界通量即為某一恒定膜通量,低于此恒定值,保持壓力穩(wěn)定運(yùn)行時(shí),污泥顆粒不易在膜表面聚集沉積,不產(chǎn)生顯著的膜污染問題;膜通量高于此恒定值運(yùn)行時(shí),膜污染產(chǎn)生迅速,系統(tǒng)所需操作壓力急劇升高,MBR系統(tǒng)短時(shí)運(yùn)行終止。Navaratna等對(duì)臨界通量采用兩種不同的方法測(cè)試。其試驗(yàn)結(jié)果,臨界通量與SMP及MLSS的下降關(guān)系呈指數(shù)型。對(duì)于特定MBR反應(yīng)器運(yùn)行前,確定臨界通量是必須的前提步驟。
(3)曝氣強(qiáng)度
曝氣是提供生物代謝所需氧、對(duì)污泥絮體攪拌使其充分接觸營(yíng)養(yǎng)物和膜表面沖刷的最優(yōu)手段。同時(shí),曝氣能使活性污泥維持懸浮狀態(tài),充分混合泥水,使污泥混合液保持高效的傳質(zhì)效果。高效的曝氣能有效的控制膜污染。曝氣量也存在一個(gè)臨界值,在臨界值以下,曝氣量的增加使膜通量隨其呈現(xiàn)線性增長(zhǎng)。超過該臨界值后,曝氣對(duì)反應(yīng)器的運(yùn)行就是次優(yōu)化。且污泥絮體結(jié)構(gòu)會(huì)因劇烈的曝氣而破壞,造成絮體尺寸減小和促使EPS釋放。曝氣緩解膜污染能量消耗是巨大的,在MBR系統(tǒng)能量消耗中曝氣能占到70%。Braak等通過研究曝氣和流體力學(xué)的共同作用降低能量消耗。Kurita等通過研究在曝氣的過程中投加顆粒物能有效提高50%的曝氣效率。在高效的曝氣條件下降低MBR系統(tǒng)的消耗提高出水效率是今后研究的重點(diǎn)內(nèi)容之一。具體聯(lián)系污水寶或參見http://szhmdq.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
(4)抽停時(shí)間比
設(shè)置膜生物反應(yīng)器的抽停時(shí)間比,作用在膜上的跨膜壓力會(huì)得到間歇性的釋放,促進(jìn)污泥絮體在曝氣沖涮下從膜表面脫附,延緩在膜表面形成厚實(shí)的濾餅層。從這個(gè)角度可以得出控制好抽停時(shí)間比能節(jié)約能量和增加膜通量。
桂萍等通過正交實(shí)驗(yàn)以曝氣量、膜的抽吸時(shí)間及停抽時(shí)間為試驗(yàn)因素,實(shí)驗(yàn)結(jié)果認(rèn)為最佳組合操作條件為抽吸10min,停抽5min,曝氣量4m3/h。王志偉等研究結(jié)果認(rèn)為抽停時(shí)間比對(duì)于膜污染比曝氣強(qiáng)度更為重要,抽停時(shí)間比10:4是最佳的。抽停時(shí)間比在自動(dòng)化的MBR控制系統(tǒng)中很容易實(shí)現(xiàn),優(yōu)化此項(xiàng)操作條件是十分可行的。
(5)SRT和HRT對(duì)膜污染的影響
SRT是影響膜污染的重要因素。在MBR運(yùn)行中SRT較長(zhǎng)能夠使污泥濃度變高,減少剩余污泥的排出和減小反應(yīng)器的容積,降低運(yùn)行和造價(jià)費(fèi)用十分明顯。然而過長(zhǎng)的SRT使污泥混合液中積累大量的微生物代謝產(chǎn)物,通過EPS和SMP過高會(huì)增加膜污染。關(guān)于SRT對(duì)膜污染影響問題,Huang等將反應(yīng)器的SRT30、60和90d,發(fā)現(xiàn)從60d到30d隨SRT減小SMP和其它特殊的可溶性微生物產(chǎn)物的量減少膜污染變緩。Ng等也發(fā)現(xiàn)過長(zhǎng)時(shí)間的SRT由于高濃度的生物質(zhì)加速了膜污染。SRT主要是影響污泥濃度改變污泥混合液中微生物胞外分泌物濃度改變膜污染進(jìn)程。改變反應(yīng)器中的水力停留時(shí)間(HRT)會(huì)改變污泥有機(jī)負(fù)荷,對(duì)于高濃度的MBR系統(tǒng)HRT有所波動(dòng)并不會(huì)影響出水水質(zhì),通常COD去除率都在90%以上。這是由于MBR中高濃度污泥,具有較強(qiáng)抗沖擊負(fù)荷的能力。Visvanathan等研究發(fā)現(xiàn)較長(zhǎng)的HRT條件下膜污染得以緩解。也有研究認(rèn)為在相同進(jìn)水條件下,較短的HRT會(huì)導(dǎo)致SMP積累,進(jìn)而附在膜面上影響膜通量。然而HRT較小的條件下可以減少占地,減少構(gòu)筑物的建設(shè)費(fèi)用。通過實(shí)際工程確定合適HRT,利用最佳HRT運(yùn)行達(dá)到MBR系統(tǒng)高效運(yùn)行目的。