膜污染物質來源于污泥混合液,對污泥混合液各參數(shù)的檢測是膜污染研究方向之一。MBR反應器中活性污泥的性狀在于污泥濃度、黏度、溶解氧(DO)、污泥絮體大小的分布、混合液中生物相、污泥混合液中的有機物和無機物濃度等,根據(jù)各參數(shù)在膜污染研究領域里都有很多相關的研究文獻。這些研究讓污泥性能對膜污染影響有了更深入的闡述。
(1)MLSS的影響
MLSS對膜污染存在眾多不同的觀點。Chang等研究認為濾餅層阻力和MLSS的大小成正比。同時,也有研究表明試驗結果與Chang結論相反。陸繼來等研究了不同MLSS對混合液特性和膜污染的影響,對于污泥濃度分別為
4000、7000、10000mg/L的MBR,膜污染周期分別為10、13和16d。并認為這是由于在低污泥濃度條件下,微生物分泌更多的溶解性產物,從而加速膜污染。張杰認為當污泥濃度從4.5g/L變化至21.5g/L時,會導致膜面錯流速度的降低,不利于控制膜污染。Harada和Yamamoto也報道認為污泥濃度3.6~8.4g/L甚至更大都對過濾性能不會影響。Le-Clech等提出當污泥濃度高達12g/L時的臨界通量明顯比污泥濃度為4~8g/L范圍時的要大。但對MLSS的研究普遍認為污泥濃度在8~12g/L時有利于反應器的運行。
(2)活性污泥形態(tài)影響
觀察活性污泥形態(tài)是從污泥物理形狀角度考察其在膜污染中的作用。朱振中等對比顆粒污泥和普通污泥絮體在MBR中進行運行比較,試驗結果表明,顆粒污泥MBR的膜通量下降速度明顯比絮狀污泥MBR的下降速度慢且易于膜后期恢復性的清洗。污泥顆粒形成的方法有多種,但其形成顆粒后對膜污染的緩解效果是相同的。劉愛萍等在MBR反應器中培養(yǎng)磁種好氧顆粒污泥,并考察其對膜污染的影響。其得到的結果與朱振中試驗的結果是相似的。顆粒污泥對膜污染緩解的效果是綜合因素表現(xiàn)的結果,顆粒狀污泥整體性好,并在曝氣條件下顆粒間相互碰撞使得污泥不易在膜表面附著。即使在初期有濾餅層的出現(xiàn),通過顆粒間的碰撞也能一定程度延緩濾餅層加厚。具體聯(lián)系污水寶或參見http://szhmdq.com更多相關技術文檔。
(3)細菌胞外聚合物(EPS)和可溶性微生物產物(SMP)EPS和SMP是污泥混合液中微生物代謝分泌出的有機物。胞外聚合物和溶解性微生物產物對膜污染的研究得到國內外研究者的關注。污水處理出流中的SMP包括腐殖酸、多糖、蛋白質、核酸、有機酸、氨基酸、胞外酶、細胞殘骸和能量代謝產物等。黃興等研究了在貧營養(yǎng)條件下對EPS和SMP濃度的影響。其實驗結果表明,初期EPS和SMP的濃度分別由15.04和0mg/g上升到17.99和3.29mg/g。隨著實驗的進行,EPS的濃度降低,但SMP的濃度保持相對穩(wěn)定。并得出EPS和SMP在營養(yǎng)缺失的條件下能被降解,以維持微生物自身生命活動。EPS和SMP是膜分離污泥混合液不可避免的物質,研究其污染膜的機理,在反應器運行時降低相關濃度或減小其在膜上附著量能有效緩解膜污染速率。SMP主要來自于活性污泥微生物釋放高分子量有機物,EPS游離在污泥混合液中,被普遍認為等同于SMP。Laspidou等認為EPS和SMP是生物產生的,被廣泛認為是MBR膜污染關鍵物。SMP的作用在Drews等的研究中認為只在低污泥濃度和大的膜孔徑下才能影響膜污染。在EPS和SMP多種組成成份中,Lee等研究了EPS中蛋白質和多糖類物質對MBR,實驗結果表明蛋白質部分比EPS總量對膜污染的影響還要大。但也有研究認為SMP中的多糖成份對膜污染的作用要大于蛋白質類物質。楊文靜等通過控制反應器的運行參數(shù)得出MBR混合液的可過濾性與溶解性EPS(SMP)特別是其中的多糖有較好的線性關系。雖然不同研究者對SMP深入研究結果有不同的觀點,但是胞外聚合物對MBR膜污染的貢獻是肯定的。
(4)無機物
無機物通常生物化學沉積的方式形成無機污染。通過觀察分析得出內表面污染主要為微生物膜,無機沉積物和污泥濾餅層主要粘附在外表面,而Ca是無機沉積物的主要成份。