用電凝聚改善膜生物反應(yīng)器膜過濾性能的研究.pdf

1、膜生物反應(yīng)器是一種新型、高效的生物處理技術(shù)，在污水處理中的應(yīng)用范圍和規(guī)模不斷擴(kuò)大，但膜污染問題已成為其進(jìn)一步推廣運(yùn)用的主要障礙。膜污染會(huì)導(dǎo)致膜通量下降、膜的使用效率降低，并提高運(yùn)行費(fèi)用與操作難度。
　　本研究在傳統(tǒng)浸沒式膜生物反應(yīng)器膜組件兩側(cè)設(shè)置鐵極板，將電凝聚和膜生物反應(yīng)器耦合，構(gòu)建原位電凝聚膜生物反應(yīng)器(SECMBR)，并與常規(guī)浸沒式膜生物反應(yīng)器(SMBR)、電場(chǎng)膜生物反應(yīng)器(SEMBR)對(duì)比，考察了電凝聚作用下膜生物反應(yīng)器膜

2、過濾特性，探討了電凝聚對(duì)控制膜污染的作用及機(jī)理。
　　通過試驗(yàn)首先考察了操作通量、曝氣、出水抽停比對(duì)SMBR及SECMBR膜污染的影響。結(jié)果表明:操作通量是影響膜透水量及污染速率的重要因素，低操作通量條件下膜污染速度緩慢，膜污染速率較低，可持續(xù)操作時(shí)間長(zhǎng);采用間歇出水方式可以有效地減輕濾餅層在膜表面的沉積，減緩膜污染;提高曝氣強(qiáng)度可增加膜表面錯(cuò)流速率，提高膜的臨界通量，減緩膜污染。另外，在相同操作條件下，SECMBR膜污染速率明顯

3、低于SMBR的膜污染速率。
　　在低操作通量（9.47、23L/(m2·h)）、連續(xù)曝氣(0.4m3/h)，間歇出水條件下，分別考察SMBR、SECMBR在處理模擬印染廢水、模擬生活污水時(shí)的膜污染情況。結(jié)果表明，在處理兩種廢水時(shí)，SECMBR的膜污染速率均比SMBR低60％左右，SECMBR中電凝聚在減緩膜污染方面作用顯著。另外，SMBR、SECMBR中混合液特性有明顯差異。
　　為了考察SECMBR中電凝聚對(duì)混合液特性的影

4、響及作用機(jī)理，分別測(cè)定了表征混合液特性的胞外聚合物EPS（多糖EPSc及蛋白EPSp）、SMP（多糖及蛋白）、粘度、Zeta電位、絮體粒徑等指標(biāo)，并以SMBR、SEMBR作對(duì)比。試驗(yàn)結(jié)果表明:SECMBR中電凝聚過程水解形成的氫氧化鐵和氫氧化亞鐵絮體，可與混合液中溶解性微生物產(chǎn)物、上清液胞外聚合物等發(fā)生吸附凝聚作用，降低混合液中SMP、EPS的濃度，降低EPS中蛋白質(zhì)的比例，減少污泥絮體荷電量，增大Zeta電位，增大絮體顆粒粒徑，并促進(jìn)

5、微生物的生長(zhǎng)，使MLVSS可維持在較高濃度，并使得SECMBR系統(tǒng)耐沖擊負(fù)荷能力增強(qiáng)。
　　為了考察SECMBR膜過濾阻力分布特征，采用終端過濾法測(cè)定了SMBR、SECMBR、SEMBR中膜阻力分布情況。結(jié)果表明，三個(gè)系統(tǒng)中沉積層阻力都占總阻力的90％以上，即沉積層阻力是過濾過程中的優(yōu)勢(shì)污染阻力。另外，SMBR的總阻力(Rt)、沉積阻力(Rc)約為SECMBR沉積阻力的4倍，濃差極化阻力為SECMBR的3.4倍，而SECMBR與S

6、EMBR中膜阻力分布情況相似。因此可以推斷，SECMBR中控制膜污染的主要因素為電場(chǎng)作用，它可有效控制沉積層阻力Rc和濃差極化層阻力Rp，從而減緩膜污染。
　　MBR混合液的特性對(duì)膜污染有著重要影響，因此試驗(yàn)考察了反應(yīng)器中混合液特性與膜過濾阻力的關(guān)系。試驗(yàn)結(jié)果表明:SMP與內(nèi)部污染阻力(Ri)有良好的相關(guān)性，隨著SMP濃度增加，Ri呈指數(shù)上升;EPS與沉積阻力(Rc)呈正相關(guān)性，且EPS中EPSp/EPSc與Rc也呈正相關(guān)，EPS

7、濃度是膜污染的主要因素之一，而其中蛋白質(zhì)（EPSp）是主要膜污染物質(zhì);Zeta電位與Ri、Rc也均呈負(fù)相關(guān)，且與EPS有良好的相關(guān)性。因此，混合液中EPS、SMP、Zeta電位等是影響膜污染的重要因素。
　　SECMBR中電凝聚過程水解形成的氫氧化鐵和氫氧化亞鐵絮體，改善了混合液特性，降低了SMP、EPS濃度、減少了污泥表面荷電量，增大了污泥絮體粒徑，因此有效的控制了膜污染。
　　通過以試驗(yàn)研究表明，SECMBR可通過電場(chǎng)作