膜生物反应器中溶解性微生物产物对膜污染的影响

第34卷第7期162008年7月水处理技术Vo1．34No．7Ju1．，2008膜生物反应器中溶解性微生物产物对膜污染的影响陈宏宇Lz，孙宝盛1，张海丰1(1．天津大学环境科学与工程学院，天津300072；2．河北建设集团有限公司，河北保定071000)摘要t在一体式MBR处理人工模拟生活废水的试验中考察了SMP对膜污染的影响，用多元相关分析法总结了SMP浓度和MLSS与膜传质阻力之间的关系，并通过死端过滤探讨了SMP引起膜污染的机理。结果表明，SMP对膜污染有比较明显的影响，膜传质阻力R。0与MLSS和SMP浓度的关系式为R。=4．5412E(+lO)m唧sSn啦4，SMP对膜污染的影响主要体现在对沉积层阻力的贡献上。关麓词l膜生物反应器(MAR)；溶解性微生物产物(SMP)；膜污染中田分类号lTQ028．8文献标识码：A文章编号l1000．3770(2008)07．016．03膜生物反应器(Membranebioreactor，MBR)是一种膜分离技术与生物技术相结合的新型污水处理技术。该技术具有污染物去除效率高、出水水质好且稳定、剩余污泥产生量少等优点。但是MBR在运行过程中，由于膜污染而引起的膜传质阻力不断增加、膜通量衰减的问题，仍制约着MBR技术的推广应用。膜的高效截留作用使MBR成为一个对微生物来说相对封闭的系统，在微生物降解基质和内源呼吸过程中产生的溶解性微生物产物(Solublemicro．bialproduct，SMP)会被膜所截留，从而在反应器中积累。近年来，以SMP为主要成分的溶解性物质对膜污染的影响越来越引起人们的重视[I]。本文以一体式MBR对人工配制的模拟生活废水进行了试验，考察SMP对膜污染的影响，SMP是溶解态的，本试验是将污泥混合液上清液经过孔径为0．45Ixm的滤膜进行过滤，用过滤后的上清液的TOC浓度来表示膜生物反应器中SMP浓度，并用多元相关分析法总结了SMP浓度和MLSS与膜传质阻力之间的关系，并通过死端过滤试验探讨SMP对膜污染影响的机理。l试验装置及方法1．1试验工艺流程试验装置如图l所示，膜生物反应器的规格为真空压力表空气压缩机圈1试验流程Fig，1Testflowchart长20cm、宽15cm、高30cm，有效容积为5L，试验中采用的是中空束状膜组件，膜材料为PVDF，膜面积为0．1rn2，膜孔径为0．2Ixm。试验接种污泥取白天津大学中水回用系统中MBR池，驯化15d后连续进水运行。反应器水力停留时间(HRT)为5h，气水比20：1。膜组件的抽／歇时间为9min／6min，采用恒通量出水方式，出水量为1L．b～反应器运行期间，未进行人工排泥。试验用水采用人工配置的模拟生活污水，其水质组成如表l。在本试验中，SMP的浓度以污泥上清液TOC浓度表征。1．2膜传质阻力试验在反应器运行过程中，每隔一定时期用相同规收稿日期：2007．05．08基金项目：天津市应用基础研究计划项目(O7JC)JCo2l00)作者简介：陈宏宇(1983-)，男，硕士研究生，研究方向为污水处理；联系电话：13682074735：E-mail：ehenhongyu1983@sohu，com。艇维普资讯http://www.cqvip.com陈宏宇等，膜生物反应器中溶解性微生物产物对膜污染的影响裹1模拟：■机废水组成及浓度Table1Compofifionandsubstrate，Sconcentrationofartificialwastewater模的新膜组件代替使用中的膜组件，并延长抽吸时间。并将膜出水回流至反应器中以保持污泥混合液性质的恒定。试验完成后重新更换日常运行所用膜组件，取下的新膜组件用蒸馏水清净，再用0．5％的NaC10溶液浸泡一定时间，清除已产生的膜污染。1．3死端过滤试验试验所用污泥与接种污泥相同。取4份300mL污泥(污泥浓度为6．6g·L)置于4个500mL烧杯中，静沉20min，在4个烧杯中分别取出200、150、100、0mL上清液，然后用蒸馏水将4份污泥混合液的体积补回300mL，混匀。在每份污泥混合液中取适量上清夜，用0．45m微孔滤膜过滤后，测量其TOC浓度。测量结果分别如表2所示。裹2SMP的稀释比例及稀释后浓度!!生!!堕旦!!旦竺塑旦!坐!上清液取出量／mL稀释后上清液TOC浓度／nag·Lt200l5O1OOOl9．228．138．959．6死端过滤器为一个容积为350mL的有机玻璃过滤器，内设磁力搅拌桨用于对膜表面的产生错流过滤；过滤压力由外加的高压氮气提供；试验所用膜为PVDF平板膜，孔径为0．2i．Lm，膜面积为0．00478m2。试验时，首先将准备好的污泥混合液从死端过滤器顶部带旋钮的孔中加入，然后将旋钮旋紧。向死端过滤器中提供0．1MPa的压力，滤液流入电