投加活性炭膜污染控制的研究

投加活性炭膜污染控制的研究王雅琴吕伟娅谭德君尤朝阳(南京工业大学城市建设与安全环境学院，南京210009)摘要比较了不同粒径(20～40目、40～60目、80目、100～150目)的活性炭对膜生物反应器减缓膜污染的效果，粒径确定后比较不同投加量(0、1g／I，、2g／L)对膜生物反应器膜通量的影响，结果表明：粒径过大或过小都不利于减缓膜污染，本试验适宜的活性炭粒径为40～60目；1g／L的颗粒活性炭膜通量下降比较缓慢，2g／L的活性炭反而会加剧膜污染。活性炭减缓膜污染的主要原因是改善了活性污泥混合液的性能，阻碍污泥层在膜面的形成。关键词膜生物反应器活性炭膜污染StudyonmembranefoulingcontrolwithactiVatedcarbonWangYaqin，LuWei”，TanDejun，YouZhaoyang(j、地巧i咒gU矗iversi￡3Io厂1■c^，loZDg了，Nn可i竹g2j0009，(流i7la)AbstnIct：Acomparisonwascarriedbetweendifferentactivatedcarbonparticles(20～40mesh，40～60mesh，80mesh，100～150mesh)anddifferentdosage(0，1g／L，2g／I。)oneffectsofre—ducingmembranefoulingrespectively．Theresultsdemonstratedthattheparticlesizeof40～60meshandtheconcentration(1g／L)areusefultodecreasemembranefouling，thedosage(2g／L)ledtoseriousfouling．Themainreasonsonreducingmembranefoulingarechangingtheperformanceofactivatedsludgeandblockingthefo珊ationofsludgelayer．Keywords：Membranebioreactor；Activatedcarbon；Membranefouling膜污染是由膜和活性污泥混合液中污染物质共同作用的结果。尽管膜污染的程度取决于膜本身的性质、混合液特性和操作条件，但目前对于MBR，通过改变混合液性能来控制膜污染是一条重要且可行的途径。国内外不少学者提出向一体式膜生物反应器投加活性炭解决膜污染的途径，如罗虹等人在MBR处理生活污水的研究试验中投加粉末活性炭(PAC)，取得了更优的水质，减少了膜阻力，提高了膜通量[1，2J。目前国内外通过投加活性炭来减缓膜污染的研究很多，但是活性炭颗粒粒径大小对膜污染的影响，活性炭最佳的投加量都尚无定论。本试验重点研究和对比不同粒径的活性炭减缓膜污染的效果，并确定在本试验条件下最适宜的活性炭投加量，以期达到指导实际工程的作用。1试验装置及方法1．1试验装置试验装置为一体式膜生物反应器，试验装置工艺流程见图1。其中生物反应器的尺寸为O．5m×o．5m×O．6m，有效容积为o．125m3。膜组件为帘式聚偏氟乙烯中空纤维膜，膜孔径为0．22弘m，膜有效过滤面积为1．2m2。原水由潜污泵(自动控制水位)从生活污水检查井提升至高位水箱，然后以反应器和水箱的水位差为动力进入反应器，水位差值o．7m，反应器液位由浮球阀控制。出水采用间歇出水方式，抽吸／停吸时间分别设定为10min、5min，抽吸泵的开启由时间继电器控制。1．2运行条件试验用水取自南京工业大学实验楼附近的市政污水管道。试验运行过程中膜生物反应器混合液给水排水voI．33增刊2∞7131万方数据出水2市政管网生活污水l潜污泵2自动控制柜3信号螺丝4进水箱5膜生物反应器6膜组件7真宅表8继电器9抽吸泵10曝气机图】试验装置工艺流程MI，SS为3～4g／L，气水比1：30，平均水力停留时间HRT为5～7h，反应器水温27～29℃，pH为6～7。试验中使用的活性炭经人工筛选，浸泡后投加到反应器运行。每一个运行周期进水和操作参数基本保持不变，每个周期运行结束后将膜组件取出进行化学清洗。2投加活性炭膜污染控制的研究2．1不同粒径的活性炭对膜污染控制的研究试验前用不同孔径的标准筛对活性炭进行筛选，称取一定量的不同粒径的活性炭浸泡在水中去除其中含有的杂质，浸泡一天试验正式开始。试验过程中分别投加1g／L20～40目、40～60目和80目粒径大小的活性炭，运行相同的时间(15d)，比较三种粒径的活性炭对膜通量的影响，试验结果如图2。时间，d图2活性炭粒径大小对膜污染的影响由图2可知粒径40～60目的活性炭在整个运行过程中，膜通量下降比较缓慢未出现较大的波动；20～40目的活性炭在运