城市污水二級生化出水有機物膜分離過程與膜污染行為.pdf

1、城市污水二級生化出水有機物（Effluent Organic Matters，EfOM）是污水深度處理與回用中需要去除的主要目標污染物，具有組分復雜、腐殖化程度差異性大等特征。近年來，膜分離技術(shù)由于具有較傳統(tǒng)深度工藝處理效能穩(wěn)定、占地較小且易操作管理等優(yōu)點，得到了較多關(guān)注，特別是壓力驅(qū)動的超濾（UF）與納濾（NF）。然而，膜分離過程中的膜通量衰減是影響膜法污水深度處理與回用的主要技術(shù)瓶頸之一。本文通過系統(tǒng)解析不同二級生化工藝下EfOM的

2、共性特征及其導致的UF與NF的膜通量變化，識別控制膜通量衰減的關(guān)鍵因子，結(jié)合EfOM的熒光特性差異，確定導致膜通量衰減的EfOM組分與特征參數(shù)指示性指標，為膜法污水深度處理過程中的膜污染控制與預處理方法提供理論基礎(chǔ)與技術(shù)支持。
　　系統(tǒng)比較了不同二級生化工藝下EfOM的組分與特征差異，并研究與其造成的膜通量衰減速率之間的相關(guān)性。結(jié)果表明，不同的二級生化工藝產(chǎn)生的二級出水EfOM組分差異性不顯著。城市污水EfOM中含量較多組分為腐殖

3、酸類物質(zhì)，其次為可溶性生物代謝物類和富里酸類物質(zhì)；EfOM分子量分布呈典型雙峰形態(tài)分布，主要集中在大于100kDa和小于5kDa的范圍內(nèi)，且以腐殖化程度較高的小分子有機物（<1kDa）為主（約56.3％）。同時，EfOM中疏水性組分（主要成分為腐殖酸類、富里酸類）含量大于親水性組分（主要成分為可溶性生物代謝物類、芳香烴蛋白質(zhì)類）。然而，生化過程中的污泥齡（SRT）顯著影響EfOM組分及其特征，即較高的SRT會顯著增加可溶性生物代謝物的含

4、量。
　　在恒壓過濾條件下研究比較了EfOM及其組分對NF和UF膜通量衰減的影響行為。結(jié)果表明，在NF分離EfOM過程中結(jié)合FSI因子分析可知，進水中以可溶性生物代謝物類和腐殖酸類物質(zhì)為代表的特征污染物與NF膜通量衰減關(guān)系密切。在NF初期衰減階段，大分子親水性有機物使膜通量衰減下降明顯，原因為以可溶性生物代謝物類為主的親水性組分易在NF膜面沉積，降低了有效膜過濾面積；而對于整個通量衰減過程來說，小分子疏水性的腐殖酸類物質(zhì)則貫穿影響

5、整個膜過濾過程。UF分離EfOM過程中，大分子有機物是造成膜通量衰減的首要原因，并且疏水性組分會使UF膜通量快速下降，主要由于UF表面會顯著沉積大分子疏水性物質(zhì)，造成膜孔堵塞。通過微生物平板計數(shù)和PCR-DGGE的分析手段，對EfOM引發(fā)的生物型污染進行研究。結(jié)果表明，在相同的產(chǎn)水量條件下，UF膜比NF膜更易發(fā)生生物型污染，且過水量的增加會持續(xù)提高在膜表面及孔徑內(nèi)的有機物截留量，顯著增加UF膜表面生物量和種群多樣性。
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