MBR膜污堵原因分析及优化方法

1312016年第4期技术研究1膜生物反应器（MBR）的工艺现状1.1MBR的概念在污水处理，水资源再利用领域，MBR又称膜生物反应器（MembraneBio-Reactor），是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术。MBR膜生物反应器是一种高效膜分离技术与活性污泥法相结合的污水处理工艺。MBR具有较高的生物降解效率和较低的污泥产率，占地面积小，硝化能力强，出水水质稳定等特点。另外，在膜生物反应器中，原污水中的各种可溶解和难分解的有机物质，以及微生物产生的代谢产物，可以分别保留在生物反应器内，从而提高了出水水质。1.2MBR在长庆石化的应用长庆石化公司于2008年对污水处理设施进行升级，引入了MBR污水处理技术，采用美国通用公司ZeeWeed500d系列加强型中空纤维膜装配形成的膜元件，该技术已使用5年，对污水处理效果有很大的提高，其中氨氮的去除率由原来的65%提高至97%，在进水水质差距不大的情况下，出水中含有的石油类、COD、氨氮分别由1.50、55.20、2.72下降至0.56、44.54、0.71降解效果明显。MBR处理后水质对比如表1所示，MBR系统流程见图1。表1MBR处理后水质对比mg/L项目CODBODNH3-N含油量原水＜800＜200＜80＜500MBR处理后水≤50≤2≤2≤3去除率，％＞93＞98＞97＞99图1MBR系统流程示意2产生污堵的原因分析2.1膜污染形成机理所谓的膜污染是指处理物料中的微粒、胶体颗粒以及溶质大分子由于与膜存在物理、化学作用或机械作用而引起的在膜表面或膜孔内吸附和沉积造成膜孔径变小或堵塞，使膜通量及膜的分离特性产生变化的现象。造成MBR膜污染的直接物质来源是生物反应器中的污泥混合液，成分包括微生物菌群及其代谢产物、废水中的大小有机分子、溶解性物质和固体颗粒等。影响因素通常来自3个方面：膜的性质、操作条件以及活性污泥混合液的性质。膜污染发展进程可分为两个阶段。初期污染：其污染方式包括黏附、电荷作用、孔内堵塞等，发现即使在通量为零的条件下或颗粒物沉积之前，胶体和有机物也会发生被动吸附，但在过滤开始后，在错流运行的情况下，生物凝聚体等大分子会在剪切力和扰动力的作用下脱离膜表面，仅留下较小的生物絮体或胞外聚合物。靠近膜表面的细小微生物则停留在膜表面或者透过膜表面通过浓缩、结晶、沉淀及生长等作用使膜孔产生不同程度的堵塞，造成膜污染。长期污染：当膜组件局部的吸附层增加到一定程度时，局部的跨膜压差超过了临界压力而进入了超临界区，导致膜污染从量变到质变的变化。在进入超临界区的局部膜表面，混合液中的生物絮体迅速地积聚在膜表面，并引发了整个膜组件各处滤饼层的快速形成，这样就引起了整个膜组件的平均跨膜压差迅速线性增加。2.2长庆石化膜污堵产生原因2.2.1杂物对膜的影响在清洗膜的时候，会注意到这样的一个现象，膜丝上缠有大量的毛发、曝气蓬头等杂物，不但影响膜通量和膜丝的安全，而且不能用机械清除，只能人工清除，对膜的维护清洗造成了很大的困难。2.2.2污泥性质对膜的影响膜生物反应器运行过程中，膜污染物质来源于污泥混合液，其成分主要包括微生物菌群及其代谢产物，废水中的有机大分子、小分子，溶解性物质和固体颗粒。上述物质对膜通量产生很大影响。由于膜的截留作用，反应器内污泥具有较高的污泥浓度和污泥停留时间。随着污泥浓度的增加，活性污泥更容易在膜表面沉积，从而加快了膜污MBR膜污堵原因分析及优化方法周辰王萍中国石油长庆石化分公司陕西咸阳712000摘要：本文概述了膜生物反应器（MBR）系统运行现状，介绍了影响MBR膜丝渗透效果的因素，分析了常见的MBR膜污堵现象，并对异常现象提出了可行的处理方法及建议。关键词：膜生物反应器工艺膜污堵处理方法CausesandsolutionsforMBRmembranefoulingandblockingZhouChen，WangPingChangqingPetrochemicalBranch，CNPC，Xianyang712000，ChinaAbstract：ThispaperoutlinesthecurrentoperationofMBRsystemalongwiththefactorscontributingtothepoorpenetrationofMBRmembrane.ItalsofosterstechnicalproblemsolvingforMembranefoulingandblocking.Keywords：MBRprocess；membranefoulingandblocking；treatment2������������������������������������������������������������������������