膜生物反应器中膜过滤特征及膜污染机理的研究_林红军

膜生物反应器中膜过滤特征及膜污染机理的研究林红军,陆晓峰*,段伟,沈飞(中国科学院上海应用物理研究所,上海�201800)摘要:以膜生物反应器处理市政污水,通过对活性污泥进行终端过滤来反映膜污染机理,实验表明,最初很短时间内膜污染受膜孔堵塞模型控制,之后受沉积层阻力模型控制,后一阶段是膜污染的主要控制阶段;膜的相对通量随过滤时间呈指数衰减趋势,压力越大,通量衰减越快;污泥沉积层存在压密过程,这一过程中的污泥比阻随压力增大而增大,并得到处理市政污水的污泥压密指数为0�8078;阻力分布实验表明沉积层阻力占总阻力的90%以上,是膜过滤污染阻力的主要组成部分;活性污泥各组分对膜污染均有贡献,其中悬浮固体、胶体颗粒和溶质产生的阻力分别占87�98%、6�20%和5�82%;根据实验和计算结果,探讨了MBR处理市政污水过程中可能的膜污染机理.关键词:膜生物反应器;膜污染机理;活性污泥;阻力分布中图分类号:X703�1�文献标识码:A�文章编号:0250�3301(2006)12�2511�07收稿日期:2006�05�25;修订日期:2006�07�06基金项目:上海市科技发展基金项目(022312119)作者简介:林红军(1978~),男,博士研究生,主要研究方向为膜法水处理和水污染控制,E�mail:linhonjun@163.com*通讯联系人,E�mail:xflu@sinap.ac.cnFiltrationCharacteristicsandMechanismofMembraneFoulinginaMembraneBioreactorforMunicipalWastewaterTreatmentLINHong�jun,LUXiao�feng,DUANWei,SHENFei(ShanghaiInstituteofAppliedPhysics,ChineseAcademyofSciences,Shanghai201800,China)Abstract:FiltrationcharacteristicsandmechanismofmembranefoulingwereinvestigatedwithMBRmixedliquor.Itwasfoundthat,thevariationoffiltrationresistancewasfittothestandardblockingfiltrationmodelininitialprocess,andthenfittocakefiltrationmodelinlaterprocess.Indead�endfiltrationofsludge,therelativefluxwasinthetendencytotheexponentialdecayalongwithfiltrationtime,andfluxwasdecreasedmorequicklyathigherpressure.Sludgewascompressedduringfiltrationprocess,andresistanceofsludgewasincreasedwiththeincreaseinfiltrationpressure,thecompressibilityindexwasobtainedas0�8078.Quantitativecalculationsshowedthatcakeresistancemadeupover90%oftotalresistance.Inaddition,therelativecontributionofeachofthesludgefractionstomembranewasrespectivelycalculatedas87�98%forsuspendedsolids,6�20%forcolloidsand5�82%forsolutes.Thenapossiblemechanismunderlyingmembranefoulingwasproposed.Keywords:membranebioreactor;mechanismofmembranefouling;activatedsludge;resistancedistribution��膜生物反应器(MBR)作为一种高效水处理工艺,具有出水水质好、运行维护简单、结构紧凑、占地面积少等优点,在污水处理及回用方面有着广阔的应用前景.但是,膜污染依然是影响该技术经济性和运行稳定性的一个关键因素.膜污染是指与膜接触的料液中的微粒、胶体粒子或溶质大分子与膜存在物理、化学、生化作用或机械作用,在膜面或膜孔内吸附、沉积以及微生物在膜水界面的积累,造成膜孔径变小或堵塞,使膜产生透过流量与分离特性大幅度降低的现象.膜污染不仅缩短了膜的使用寿