MBR平板膜生物反應器臨界通量是什么？

       膜生物反應器(MBR)是將膜分離與微生物菌種體現緊密聯系的污水處理新技術新工藝,由于具有很多傳統污水處理制作工藝所不具備的優點,近幾年來已導致廣泛的關注,但在所難免的膜污染限制了其更廣泛的應用。臨界點透射系數在膜污染控制中有著尤其重要的現實意義。自1995年Field第一次明確指出臨界點透射系數的界定,世界各地很多專家針對這件事開展了科研[-51。一般地,MB膜臨界點透射系數依據如下所示所顯示界定,即保持一個平穩的膜通量低于此值運行時,細顆粒物化合物不能在膜表面聚集沉積,操作過程壓力始終保持,并沒顯著的膜污染導致;而當控制膜通量高過此值運行時,操作過程壓力大幅升高,膜污染伴隨著迅速上升,導致MBR管理體系的崩潰。目前，世界各地對臨界點透射系數的精確測量有不一樣的方法,多采用透射系數臺階性提高法進行精準測量(6-11。即在--定的水文學操作過程規范及混合物質特點下,控制MBR在-個平穩的低透射系數下連續運行,觀查操作過程壓力TMP在一定時間內的變化,若TMP始終保持,可感覺這個時候的透射系數低于臨界點透射系數,再使膜通量提高--個階量,不斷以上試驗。依據明顯增強膜通量,當MBR正好高過某一透射系數運行時,慢慢變化,不能穩定運行，可感覺這個時候的透射系數已高過臨界點透射系數。原文中采用透射系數臺階性提高測定法平板膜生物反應器的臨界點透射系數值,通過考察不一樣精確測量基本參數對臨界點透射系數精確測量結果的傷害,從而提高平板膜生物反應器臨界點透射系數的精確測量。

1原料與方法

       1.1實驗設備

       實驗設備見圖1,貯液罐內的水根據進離心式水泵提升進入

       作者介紹:孫健華,項目工程師,從事環境污染控制與資源化再生再造科研。

       自然科學基金:在我國高新科技科研發展趨向計劃方案(863方案)幫護最新項目(202AA601220)

       依據滲水糟的外溢和截止閥門保證反應罐內水位線線平穩,溢.流廢水流到至貯液罐。滲漏經進不銹鋼水槽全自動排出進人比較多氧膜生物反應器內,反應罐規格型號為長x寬x高=300mmx80mmx500mm,有效容積10L,用擋板將其分成升流區和降流區,二者容積比例1:2。水流量依據蠕動泵對膜構件真空保鮮運行,負壓力表.說明活性炭過濾器應用的壓力。膜構件底部微孔曝氣管的直徑大約為2mm,蒸汽流量計調節水解酸化量。在平板膜生物反應器臨界點透射系數精確測量操作流程中,采用不斷滲漏不斷水流量的方式。試驗采用平板列管式構件，由北京中科膜研究機構給與，膜原材料為聚偏氟乙烯(PVDF),膜的高效率過濾占地面積為0.1m2,截留相對分子質量100kda。

       1.2試驗飲用水

       試驗飲用水為模擬仿真日常生活污水處理的排水管道,見表1。

       1.3注入污泥

       注入污泥源于運行3個多月的處理生活污水處理的一體式膜生物反應器,其MLVSS/MILSS約為0.7。在調研MISS濃度值值對平板膜生物反應器臨界點透射系數的影響時,為避免混合物質特性的變更,采用靜放提純的方式得到不一樣成分的MLSS.

       1.4臨界點透射系數的精確測量

       采用透射系數臺階性提高法精準測量臨界點透射系數,其精確測量整個過程見圖2。由圖2可以看得出來,在一定的運用狀況下,當運行透射系數不太高過J時,在15min的不斷抽脂間隔內操作過程壓力能穩定為一個數值;當運行透射系數不小于J2時,操作過程壓力隨抽脂時間的變化而轉變,不能穩定在一個數值上,而且隨著透射系數的進一步提高,壓力變化水準越大。由于試驗規范限制,透射系數階梯增長率不大可能無限小，因此不可以得到一一個準確的臨界點透射系數值,僅有得到一個臨界點透射系數地域。對于圖2,臨界點透射系數為J1≤Jc≤J2。在應用該方法精確測量臨界點透射系數時,試驗精確測量基本參數的區別,即初始運作透射系數,精確測量間隔時間段、透射系數階梯增長率的不一樣,有可能造成臨界點透射系數精確測量值的不一樣。因此,務必調研這類精確測量.基本參數對臨界點透射系數精確測量結果的傷害,從而提高平板膜臨界點透射系數的精確測量。

2結果與討論

       在一定的水文學規范和混合物質特點(水解酸化量1.5m/h,污泥濃度值值9g/L,工作溫度25C,pH=7.0~7.5)下,科研初始運作透射系數精確測量間隔時間段、透射系數階梯增長率對臨界點透射系數值的傷害。

       2.1初始運作通的傷害

       在以上操作過程狀況下,控制精確測量間隔時間段△t=15min,透射系數階梯增長率為3L/(m'.h),分別精確測量初始運作透射系數為12L/(m7.h).21L/(m2.h).30L/(m2.h)時的臨界點透射系數值,臨界點透射系數的檢測結果均為36~39L/(m2.h),無顯著區別。因此,在.臨界點透射系數精確測量操作流程中,為減少沒必要的試驗時間,可適當挑選一個較高的初始運作透射系數,但在不清楚膜本身特點的情況下,倘若挑選的初始運作透射系數過高，則有可能造成初始運作透射系數比臨界點透射系數還必須高的情況，由于這時膜在臨界點透射系數以上運行,膜污染迅速發展趨向,即使立刻調整透射系數為一個較低的數值,也難以獲得一個準確的檢測結果。

       2.2精確測量間隔時間段的傷害

       在一樣操作過程狀況下,控制初始運作透射系數26L/(m2.h),通40．

       量階梯遞增量3L/(m2.h),分別測定Ot為10min,20min.30min.45min.60min時的臨界通量值,測定結果見表2。

       由表2可以看出,當間隔時間段Ot變大時，由于臨界通量測定過程中操作壓力的增長趨勢也變快，導致臨界通量的測定結果變小;另外,測量間隔時間從10min增加到60min,臨界通量的測量值僅減小了6L(m2.h),變化值不是很大。因此,在臨界通量測定過程中,應盡量選取一個比較適宜的間隔時間段,從而減少不必要的試驗時間。

       2.3通量階梯遞增量的影響

       在同樣操作條件下,控制測定間隔時間段Ar=15min,初始啟動通量26L(m2.h),分別測定通量階梯遞增量為2L/(m2.h)、4L/(m2+h).6L/(m2.h)時的臨界通量值,測定結果見表3。由表3可以看出，當通量階梯遞增量變大時,臨界通量的測定結果變小。這可以可根據顆粒沉降理論進行解釋[9):當啟動通量較低時,污泥顆粒不至于沉積在膜面上,只有主體混合液中的小顆粒物質如膠體、EPS和溶解性物質附著于膜面表2測定間隔時間段對臨界通值的影響。

       或堵塞膜孔,通量衰減緩慢;而當污泥一旦大量沉積,會形成較大的泥餅層阻力,導致壓力迅速上升。因此,顆粒在膜表面.的沉積狀況隨著通量增長方式的不同而有所差異:1)逐漸緩慢地提高膜通量使得膜表面的污染層呈現規則而緩慢的發展趨勢,使得0P/Ot的增長趨勢也較小;2)相反,快速急劇地提高膜通量,使得膜表面的污染層以一種極不規則的態勢發展,導致更大的水力學阻力,從而使得OP/Ol的增長趨勢也較大。

       因此,在臨界通量測定過程中,應盡量選取一個較小的通量階梯遞增量,從而獲得更準確的測定結果。但在不清楚膜本身性能的情況下,如果選取的通量階梯遞增量過低,則會大大加大試驗測定時間。

       2.4臨界通量測定參數的優化

       通過上述試驗及分析,在臨界通量的測定過程中,推薦以下測定參數:通量階梯遞增量盡量不大于4L/(m2.h),測定間隔時間段可取15~30min;初始啟動通量的選擇要適宜,太大可能會導致試驗結果的誤差。

3結論

       1)在平板膜生物反應器臨界通量的測定過程中，當初始啟動通量小于臨界通量時,其對臨界通量的測定值影響不大;當通量階梯遞增量變大時,臨界通量的測定結果變小;當測定間隔時間段變大時,臨界通量的測定結果相應變小。

       2)測定臨界通量時,本文推薦以下測定參數:通量階梯遞增量盡量不大于4L/(m2.h),測定間隔時間段可取15~30min;初始啟動通量的選擇要適宜,太大了可能導致試驗結果的誤差。