MBR膜污染性狀研究

馬亞斌

摘 要 本課題主要研究了將中空纖維膜片放置于特殊曝氣方式的膜組器，應用于集成的缺氧/好氧-MBR一體化污水處理設備，常溫下處理模擬生活污水，考察了MBR一體化污水處理設備對出水的濁度、膜絲使用前后電子顯微鏡照片，從宏觀、微觀不同角度分析膜污染的主要因素。結果表明：在試驗過程中，設置膜絲通量為15±1L/（m2·h），對膜絲表面按設定條件進行在線化學清洗，膜絲外表面未出現斷裂、龜裂現象，表明復合膜膜絲內支撐層與表皮膜材料具有良好的粘附性，膜組器具有良好的抗拉、抗壓性能。

關鍵詞 缺氧/好氧-MBR;生活污水;膜污染

膜生物反應器（MBR）是20世紀末發展起來的一種由膜分離單元與生物處理單元相結合的新型水處理技術，以膜組件取代二沉池有效實現了固液分離[1]，增加了曝氣池中的氧含量及活性污泥的濃度、使得微生物有效降解有機污染物的速率提高，同時也降低了COD比負荷，并減少了系統剩余污泥的產生量。MBR設備利用膜的物理過濾截留作用，解決了傳統活性污泥法中出水SS受環境季節影響的問題[2]。

本研究將缺氧/好氧和MBR串聯起來形成新工藝，處理模擬生活污水，探究膜對濁度的去除效果，膜表面微觀分析及運營中TMP的變化。

1實驗部分

1.1 實驗裝置與運行參數

將簾式組件應用于A/O -MBR體系中，考察MBR體系中膜對顆粒物的去除及膜性能的變化。MBR主要運行參數見表1。

2結果與討論

2.1 膜對濁度的去除效果

復合膜對出水水質濁度的去除，設備正常運行期間，出水最高濁度為0.27NTU，平均濁度為0.07NTU。說明中空纖維膜絲對生活污水中SS具有良好的去除效果。

2.2 復合膜使用前后膜表面形貌對比

圖1為膜絲使用前后表面形貌對比，a污染前電鏡圖，污染前的膜外表面光滑平整，膜孔均一清晰可見。b為污染后膜外表面電鏡圖，顯示膜絲表面積累大量污染物，膜絲孔徑基本全被污染物覆蓋，在干化處理后發現膜表面出現不規則的裂紋，由于膜絲在被污染后，其表面往往會覆蓋一層致密的凝膠層，干燥后受到表面張力的作用，凝膠層出現龜裂，致使形成不規則的裂紋。

2.3 運行周期TMP變化

圖2為系統處理生活污水時一個周期內TMP的曲線變化圖。TMP可以直觀有效的反應在運行周期內膜污染情況的變化。系統均是在恒定通量下正常運行，模擬生活污水運行的周期為12 d，TMP從最初的0 KPa增長到20 KPa，經核算，TMP的平均增長速率為1.67KPa/d。由圖中顯示，一個周期內TMP的增長分為三個階段：第一階段膜運行周期為1d，TMP的平均增長速率為2.1 KPa/d，膜污染迅速形成。初步分析系統在過濾初期，污泥混合液中污泥顆粒在膜表面大量集聚，初步導致膜孔堵塞，形成了膜的初始污染。膜運行周期的第2d到第9d，TMP的平均增長速率為0.4KPa/d，速率明顯下降。在此過程中，膜絲表面上出現了污泥絮體沉積及胞外聚合物的大量沉積，逐步形成濾餅層[3]。膜運行10-12d，TMP的平均增長速率為6.4KPa/d，TMP發生跳躍式增長。膜污染物大量累積，在其表面形成致密的濾餅層，膜污染嚴重，系統運行周期結束[4]。

3結束語

在試驗過程中，復合膜以15±1 L/（m2？h）的通量連續運行，對膜絲表面按設定條件進行化學清洗，膜絲表面未出現斷裂、皸裂現象，表明復合膜膜絲內支撐層與表皮膜材料具有良好的粘附性，膜組器具有良好的抗拉、抗壓性能。

參考文獻

[1] 孟凡剛.膜生物反應器膜污染行為的識別與表征[D].大連：大連理工大學，2007.

[2] 遲軍，王寶貞.一體化膜生物反應器除磷研究[J].水處理技術， 2003，29（1）：47-49.

[3] 韓永萍，肖燕.MBR膜污染的形成及其影響因素研究進展[J].膜科學與技術，2013，33（1）：102-108.

[4] 顧國維，何義亮. 膜生物反應器在污水處理中的研究與應用[M]. 北京，化學工業出版社，2002：73.