基于混合液特性调节控制MBR中膜污染的最新研究进展

▲HUANJINGYUFAZHAN139实验研究基于混合液特性调节控制MBR中膜污染的最新研究进展潘国权，余佳恒（江苏环保产业技术研究院股份公司，南京210036）摘要：膜污染是制约膜生物反应器发展与应用的主要因素，传统的膜污染控制方法主要包括增加曝气量、选择合适的过滤条件、膜清洗等。而基于混合液特性调节的方法对膜污染进行控制是一种效果显著、作用直接的方法，有较好的研究价值和应用前景。本文总结了近年来该领域的主要研究进展，以期为该领域研究和实践工作的进一步开展提供参考。关键词：膜生物反应器；膜污染控制；群体淬灭中图分类号：X131文献标识码：A文章编号：2095-672X(2017)04-0139-03DOI:10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2017.04.067RecentresearchesofmembranefoulingcontrolbasedonmixedliquoradjustmentinMembraneBio-reactorSystemPanGuoquan,YuJiaheng(JiangsuAcademyofEnvironmentalIndustryandTechnologyCorp.,Ltd.)Abstract:Membranefoulingisoneofthemainrestrictionfactorstolimitthebroadapplicationofmembranebio-reactor.Conventionalfoulingcontrolmethodsconsistofaeration,filtrationconditionoptimizationandmembranecleaning.Mixedliquoradjustmentisoneofthemosteffectivewaystomitigatemembranefoulingwithfavorableresearchvalueandapplicationprospect.Thearticlesummarizedthemainresearchprogressinthefieldtoprovideconferencesinresearchesofthisfield.Keywords:Membranebio-reactor;Membranefoulingcontrol;Quorumquenching膜生物反应器（简称MBR）是将生物处理和膜过滤技术有机结合的产物。膜生物反应器技术与传统生物技术相比具有污泥浓度高、可应用范围广、处理效果好等优点[1-2]。尽管膜生物反应器工艺具有显著的优势，然而在实际应用推广过程中，膜污染问题成为其无法回避的一大难题。膜污染是在MBR运行过程中，由于各类膜污染物吸附在膜表面，从而导致反应器过滤性能下降的现象[3]，如何有效控制膜污染成为MBR研究中的重点和难点。传统的膜污染控制方法主要由曝气冲刷、过滤条件优化、定期清洗等方面组成，然而这些常规方法通常会带来能耗增加（曝气）、膜通量较低（次临界通量运行）、无法连续运行（离线膜清洗）等问题。近年来，通过对MBR反应器中混合液的特性进行调控来减缓膜污染成为国内外的一项研究热点。该方向主要通过向混合液中投加吸附剂、颗粒物、淬灭剂等物质来达到膜污染控制的目的。本文总结了近年来通过混合液调节控制膜污染的研究，阐明不同类物质的膜污染减缓机制，以期为国内外同类研究和进一步工程应用提供参考。1基于混合液特性调节控制MBR中膜污染技术的机制研究在通过调节混合液特性来减缓膜污染的研究中，各种类型吸附剂、颗粒物和淬灭剂被认为是最为有效的几种投加物。为研究不同投加物的膜污染减缓过程，分析各类环境下投加物在MBR混合液中的作用机制，对几种类型进行归纳研究。1.1吸附剂用投加吸附剂的方法进行膜污染控制的研究已有较长时间的历史，其中对粉末活性炭（PowderedActivatedCarbon,PAC）的应用最为广泛[4]。向MBR中投加吸附剂一方面能够为微生物提供附着生长的环境，另一方面PAC类吸附剂的多孔结构能够有效吸附混合液中以溶解性微生物代谢产物（SolubleMicrobialProducts,SMP）为代表的小分子膜污染物，从而提高临界通量，增加反冲洗周期。Damayanti等[5]在使用MBR处理棕榈油废水的过程中比较了PAC、沸石和辣木对膜生物污染减缓的作用，发现在吸附剂的作用下，混合液中的SMP浓度分别有不同程度的下降。吸附剂对膜污染物的去除是物理吸附过程，吸附量受到吸附剂投加量、混合液温度等参数的影响。赵英等[6]研究了吸附剂投加量对膜污染控制的影响，发现1g/L和2g/L的PAC投加量下混合液中膜污染物的浓度相近，证明1g/L的投加量已经能够较好的吸附混合液