MBR平板膜生物反应器临界通量是什么？

       膜生物反应器(MBR)是将膜分离与微生物菌种体现紧密联系的污水处理新技术新工艺,由于具有很多传统污水处理制作工艺所不具备的优点,近几年来已导致广泛的关注,但在所难免的膜污染限制了其更广泛的应用。临界点透射系数在膜污染控制中有着尤其重要的现实意义。自1995年Field第一次明确指出临界点透射系数的界定,世界各地很多专家针对这件事开展了科研[-51。一般地,MB膜临界点透射系数依据如下所示所显示界定,即保持一个平稳的膜通量低于此值运行时,细颗粒物化合物不能在膜表面聚集沉积,操作过程压力始终保持,并没显著的膜污染导致;而当控制膜通量高过此值运行时,操作过程压力大幅升高,膜污染伴随着迅速上升,导致MBR管理体系的崩溃。目前，世界各地对临界点透射系数的精确测量有不一样的方法,多采用透射系数台阶性提高法进行精准测量(6-11。即在--定的水文学操作过程规范及混合物质特点下,控制MBR在-个平稳的低透射系数下连续运行,观查操作过程压力TMP在一定时间内的变化,若TMP始终保持,可感觉这个时候的透射系数低于临界点透射系数,再使膜通量提高--个阶量,不断以上试验。依据明显增强膜通量,当MBR正好高过某一透射系数运行时,慢慢变化,不能稳定运行，可感觉这个时候的透射系数已高过临界点透射系数。原文中采用透射系数台阶性提高测定法平板膜生物反应器的临界点透射系数值,通过考察不一样精确测量基本参数对临界点透射系数精确测量结果的伤害,从而提高平板膜生物反应器临界点透射系数的精确测量。

1原料与方法

       1.1实验设备

       实验设备见图1,贮液罐内的水根据进离心式水泵提升进入

       作者介绍:孙健华,项目工程师,从事环境污染控制与资源化再生再造科研。

       自然科学基金:在我国高新科技科研发展趋向计划方案(863方案)帮护最新项目(202AA601220)

       依据渗水糟的外溢和截止阀门保证反应罐内水位线线平稳,溢.流废水流到至贮液罐。渗漏经进不锈钢水槽全自动排出进人比较多氧膜生物反应器内,反应罐规格型号为长x宽x高=300mmx80mmx500mm,有效容积10L,用挡板将其分成升流区和降流区,二者容积比例1:2。水流量依据蠕动泵对膜构件真空保鲜运行,负压力表.说明活性炭过滤器应用的压力。膜构件底部微孔曝气管的直径大约为2mm,蒸汽流量计调节水解酸化量。在平板膜生物反应器临界点透射系数精确测量操作流程中,采用不断渗漏不断水流量的方式。试验采用平板列管式构件，由北京中科膜研究机构给与，膜原材料为聚偏氟乙烯(PVDF),膜的高效率过滤占地面积为0.1m2,截留相对分子质量100kda。

       1.2试验饮用水

       试验饮用水为模拟仿真日常生活污水处理的排水管道,见表1。

       1.3注入污泥

       注入污泥源于运行3个多月的处理生活污水处理的一体式膜生物反应器,其MLVSS/MILSS约为0.7。在调研MISS浓度值值对平板膜生物反应器临界点透射系数的影响时,为避免混合物质特性的变更,采用静放提纯的方式得到不一样成分的MLSS.

       1.4临界点透射系数的精确测量

       采用透射系数台阶性提高法精准测量临界点透射系数,其精确测量整个过程见图2。由图2可以看得出来,在一定的运用状况下,当运行透射系数不太高过J时,在15min的不断抽脂间隔内操作过程压力能稳定为一个数值;当运行透射系数不小于J2时,操作过程压力随抽脂时间的变化而转变,不能稳定在一个数值上,而且随着透射系数的进一步提高,压力变化水准越大。由于试验规范限制,透射系数阶梯增长率不大可能无限小，因此不可以得到一一个准确的临界点透射系数值,仅有得到一个临界点透射系数地域。对于图2,临界点透射系数为J1≤Jc≤J2。在应用该方法精确测量临界点透射系数时,试验精确测量基本参数的区别,即初始运作透射系数,精确测量间隔时间段、透射系数阶梯增长率的不一样,有可能造成临界点透射系数精确测量值的不一样。因此,务必调研这类精确测量.基本参数对临界点透射系数精确测量结果的伤害,从而提高平板膜临界点透射系数的精确测量。

2结果与讨论

       在一定的水文学规范和混合物质特点(水解酸化量1.5m/h,污泥浓度值值9g/L,工作温度25C,pH=7.0~7.5)下,科研初始运作透射系数精确测量间隔时间段、透射系数阶梯增长率对临界点透射系数值的伤害。

       2.1初始运作通的伤害

       在以上操作过程状况下,控制精确测量间隔时间段△t=15min,透射系数阶梯增长率为3L/(m'.h),分别精确测量初始运作透射系数为12L/(m7.h).21L/(m2.h).30L/(m2.h)时的临界点透射系数值,临界点透射系数的检测结果均为36~39L/(m2.h),无显着区别。因此,在.临界点透射系数精确测量操作流程中,为减少没必要的试验时间,可适当挑选一个较高的初始运作透射系数,但在不清楚膜本身特点的情况下,倘若挑选的初始运作透射系数过高，则有可能造成初始运作透射系数比临界点透射系数还必须高的情况，由于这时膜在临界点透射系数以上运行,膜污染迅速发展趋向,即使立刻调整透射系数为一个较低的数值,也难以获得一个准确的检测结果。

       2.2精确测量间隔时间段的伤害

       在一样操作过程状况下,控制初始运作透射系数26L/(m2.h),通40．

       量阶梯递增量3L/(m2.h),分别测定Ot为10min,20min.30min.45min.60min时的临界通量值,测定结果见表2。

       由表2可以看出,当间隔时间段Ot变大时，由于临界通量测定过程中操作压力的增长趋势也变快，导致临界通量的测定结果变小;另外,测量间隔时间从10min增加到60min,临界通量的测量值仅减小了6L(m2.h),变化值不是很大。因此,在临界通量测定过程中,应尽量选取一个比较适宜的间隔时间段,从而减少不必要的试验时间。

       2.3通量阶梯递增量的影响

       在同样操作条件下,控制测定间隔时间段Ar=15min,初始启动通量26L(m2.h),分别测定通量阶梯递增量为2L/(m2.h)、4L/(m2+h).6L/(m2.h)时的临界通量值,测定结果见表3。由表3可以看出，当通量阶梯递增量变大时,临界通量的测定结果变小。这可以可根据颗粒沉降理论进行解释[9):当启动通量较低时,污泥颗粒不至于沉积在膜面上,只有主体混合液中的小颗粒物质如胶体、EPS和溶解性物质附着于膜面表2测定间隔时间段对临界通值的影响。

       或堵塞膜孔,通量衰减缓慢;而当污泥一旦大量沉积,会形成较大的泥饼层阻力,导致压力迅速上升。因此,颗粒在膜表面.的沉积状况随着通量增长方式的不同而有所差异:1)逐渐缓慢地提高膜通量使得膜表面的污染层呈现规则而缓慢的发展趋势,使得0P/Ot的增长趋势也较小;2)相反,快速急剧地提高膜通量,使得膜表面的污染层以一种极不规则的态势发展,导致更大的水力学阻力,从而使得OP/Ol的增长趋势也较大。

       因此,在临界通量测定过程中,应尽量选取一个较小的通量阶梯递增量,从而获得更准确的测定结果。但在不清楚膜本身性能的情况下,如果选取的通量阶梯递增量过低,则会大大加大试验测定时间。

       2.4临界通量测定参数的优化

       通过上述试验及分析,在临界通量的测定过程中,推荐以下测定参数:通量阶梯递增量尽量不大于4L/(m2.h),测定间隔时间段可取15~30min;初始启动通量的选择要适宜,太大可能会导致试验结果的误差。

3结论

       1)在平板膜生物反应器临界通量的测定过程中，当初始启动通量小于临界通量时,其对临界通量的测定值影响不大;当通量阶梯递增量变大时,临界通量的测定结果变小;当测定间隔时间段变大时,临界通量的测定结果相应变小。

       2)测定临界通量时,本文推荐以下测定参数:通量阶梯递增量尽量不大于4L/(m2.h),测定间隔时间段可取15~30min;初始启动通量的选择要适宜,太大了可能导致试验结果的误差。