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污泥混合液对膜污染影响

浏览量:4459 发布时间:2019-08-21


  膜污染物质来源于污泥混合液,对污泥混合液各参数的检测(检查并测试)是膜污染研究(research)方向之一。膜生物反应器在污水处理,水资源再利用领域,MBR又称膜生物反应器(Membrane Bio-Reactor ),是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术。MBR反应器中活性污泥的性状在于污泥浓度、黏度、溶解氧(Oxygen)、污泥絮体大小的分布、混合液中生物相、污泥混合液中的有机物和无机物浓度等,根据各参数在膜污染研究领域里都有很多相关的研究文献。这些研究让污泥性能对膜污染影响有了更深入的阐述。
  MLSS的影响
  MLSS对膜污染存在众多不同的观点。中空纤维膜纺丝机外形像纤维状,具有自支撑作用的膜。它是非对称膜的一种,其致密层可位于纤维的外表面/如反渗透膜,也可位于纤维的内表面(如微滤膜和超滤膜)。对气体分离膜来说,致密层位于内表面或外表面均可。Chang等研究认为滤饼层阻力和MLSS的大小成正比。同时,也有研究表明试验结果与Chang结论相反。陆继来等研究了不同MLSS对混合液特性和膜污染的影响(influence),对于污泥浓度分别为
  4000、7000、10000mg/L的MBR,膜污染周期分别为10、13和16d。并认为这是由于在低污泥浓度条件下,微生物分泌更多的溶解性产物,从而加速膜污染。张杰认为当污泥浓度从4.5g/L变化至21.5g/L时,会导致(cause)膜面错流速度的降低,不利于控制(control)膜污染。Harada和Yamamoto也报道认为污泥浓度3.6~8.4g/L甚至更大都对过滤性能不会影响。Le-Clech等提出当污泥浓度高达12g/L时的临界通量明显比污泥浓度为4~8g/L范围时的要大。但对MLSS的研究普遍认为污泥浓度在8~12g/L时有利于反应器的运行。
  活性污泥形态影响
  观察活性污泥形态是从污泥物理形状角度(angle)考察其在膜污染中的作用。中空纤维膜纺丝机通过膜技术进行水处理,应用于制药、酿造、餐饮、化工、市政污水回佣、医院、小区污水会用、造纸等生产生活污水处理。膜分离技术是一种广泛应用于溶液或气体物质分离、浓缩和提纯的分离技术。膜壁微孔密布,原液在一定压力下通过膜的一侧,溶剂及小分子溶质透过膜壁为滤出液,而大分子溶质被膜截留,达到物质分离及浓缩的目的。膜分离过程为动态过滤过程,大分子溶质被膜壁阻隔,随浓缩液流出,膜不易被堵塞,可连续长期使用。朱振中等对比颗粒污泥和普通污泥絮体在MBR中进行运行比较,试验结果表明,颗粒污泥MBR的膜通量下降速度明显比絮状污泥MBR的下降速度慢且易于膜后期恢复性的清洗。污泥颗粒形成的方法有多种,但其形成颗粒后对膜污染的缓解效果是相同的。刘爱萍等在MBR反应器中培养磁种好氧颗粒污泥,并考察其对膜污染的影响(influence)。其得到的结果与朱振中试验的结果是相似的。颗粒污泥对膜污染缓解的效果是综合因素(factor)表现的结果,颗粒状污泥整体性好,并在曝气条件下颗粒间相互碰撞使得污泥不易在膜表面附着。即使在初期有滤饼层的出现,通过(tōng guò)颗粒间的碰撞也能一定程度延缓滤饼层加厚。
  特殊结构:荚膜、鞭毛、菌毛(fungus)胞外聚合物和可溶性微生物产物EPS和SMP是污泥混合液中微生物代谢分泌出的有机物。胞外聚合物和溶解性微生物产物对膜污染的研究(research)得到国内外研究者的关注。污水处理(chǔ lǐ)出流中的SMP包括腐殖酸、多糖、蛋白质、核酸、有机酸、氨基酸、胞外酶、细胞残骸和能量代谢产物等。黄兴等研究了在贫营养条件下对EPS和SMP浓度的影响。其实验结果表明,初期EPS和SMP的浓度分别由15.04和0mg/g上升到17.99和3.29mg/g。随着实验的进行,EPS的浓度降低,但SMP的浓度保持相对稳定。并得出EPS和SMP在营养缺失的条件下能被降解,以维持微生物自身生命活动。EPS和SMP是膜分离污泥混合液不可避免的物质,研究其污染膜的机理,在反应器运行时降低相关浓度或减小其在膜上附着量能有效缓解膜污染速率。SMP主要来自于活性污泥微生物释放高分子量有机物,EPS游离在污泥混合液中,被普遍认为等同于SMP。Laspidou等认为EPS和SMP是生物产生的,被广泛(extensive)认为是MBR膜污染关键物。SMP的作用在Drews等的研究中认为只在低污泥浓度和大的膜孔径(aperture)下才能影响膜污染。在EPS和SMP多种组成成份中,Lee等研究了EPS中蛋白质和多糖类物质对MBR,实验结果表明蛋白质部分比EPS总量对膜污染的影响还要大。但也有研究认为SMP中的多糖成份对膜污染的作用要大于蛋白质类物质。杨文静等通过(tōng guò)控制反应器的运行参数(parameter)得出MBR混合液的可过滤性与溶解性EPS特别是其中的多糖有较好的线性关系。虽然不同研究者对SMP深入研究结果有不同的观点,但是胞外聚合物对MBR膜污染的贡献是肯定的。
  无机物
  无机物通常生物化学沉积的方式方法形成无机污染。通过观察分析得出内表面污染主要为微生物(Micro-Organism)膜,无机沉积物和污泥滤饼层主要粘附在外表面,而Ca是无机沉积物的主要成份。

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