_曝气对膜生物反应器中膜污染的影响

收稿日期：2017-01-06作者简介：魏进（1983-），男，江苏南京人，硕士研究生，工程师，从事环境污染工程治理研究工作.0引言膜生物反应器（简称MBR，MembraneBioreactor）是将生物处理技术和膜过滤技术有机结合的产物[1]。相较于传统生物处理技术，膜生物反应器具有处理效果好、污泥浓度高、可应用范围广等特点[2-4]。然而在近几十年的发展过程中，膜污染问题成为制约膜生物反应器技术广泛应用的主要原因。膜污染是在膜过滤过程中，各类膜污染物在物理、化学、生物作用下吸附在膜表面，从而导致膜过滤性能下降的现象。常见的膜污染控制方法包括曝气冲刷、混合液特性调节、物理/化学反冲洗等方法，由于膜生物反应器通常需要通过曝气来维持反应器中一定的溶解氧浓度，因此利用曝气冲刷的方式来控制膜污染得到了最为广泛的应用。虽然几十年来国内外相关学者对曝气控制膜污染相关的课题进行了广泛研究，但其中绝大多数集中在实验研究方面，对众多实验结果的归纳比较却鲜见报道。因此，本文在广泛总结国内外相关研究的基础上，归纳出曝气过程对膜生物反应器中膜污染的主要影响途径，并进一步提出该过程中有效控制膜污染的关键因素，以期为后续实验研究和工程应用提供技术参考。1曝气过程对膜生物反应器中膜污染的影响途径曝气过程对膜污染的影响途径可以从直接影响和间接影响2部分来进行分析。直接影响主要为对膜表面流体动力学环境的影响，间接影响主要为通过改变反应器中混合液的特性而导致膜污染特性发生变化，具体见图1。曝气对膜生物反应器中膜污染的影响魏进，毛小柳，李冰，吴海锁（江苏环保产业技术研究院股份公司，江苏南京210036）摘要：膜污染是制约膜生物反应器广泛应用的主要因素，而曝气过程又作为膜污染控制主要的手段而被普遍使用。曝气过程对膜污染的影响可以分为直接影响和间接影响2方面，直接影响主要为改变膜表面的流体动力学环境，增加膜表面的流体剪切力，以减少和去除膜污染物的附着；间接影响主要为改变反应器中混合液的特性，从而优化或劣化膜过滤的环境条件。通过控制曝气过程中的关键要素，可以有效减缓膜污染，促进膜生物反应器在更多领域的应用。关键词：膜生物反应器；膜污染；曝气中图分类号:X7文献标识码:B文章编号:1674-4829（2017）02-0075-04EffectsofAerationonMembraneFoulinginMembraneBio-reactorSystemWEIJin，MAOXiao-liu，LIBing，WUHai-suo(JiangsuAcademyofEnvironmentalIndustryandTechnologyCorp.,Ltd.，Nanjing210036,China)Abstract:Membranefoulingisoneofthemainrestrictionfactorstolimitthebroadapplicationofmembranebio-reactor,whileaerationisalsousedtocontrolmembranefoulinginalmostallcases.Theeffectsofaerationonmembranefoulingcouldbedividedintotwotypes,thedirectonesandtheindirectones.Thedirectonesindicatedthataerationcanchangethehydrodynamicconditionsonmembranesurface,increaseshearstressandremovefoulingsubstances.Incomparison,theindirectonescouldaffectthecharacteristicsofmixedliquorthenmakefiltrationbetterorworse.Tomitigatemembranefoulingeffectively,thekeyfactorsofaerationshouldbeconcentratedandmakeMBRwide-spreadinginotherfields.Keywords:Membranebio-reactor;Membranefouling;Aeration第30卷第2期2017年4月环境科技EnvironmentalScienceandTechnologyVol．30No2Apr．2017环境科技2017年4月图1曝气过程对MBR中膜污染的影响途径膜污染流体动力学环境混合液特性曝气强度气泡特性曝气模式污泥粒径群落结构EPS和SMP曝气1.1膜表面流体动力学环境膜表面流体动力学环境主要影响膜污染物在膜表面的附着，而曝气作用通常会有效改善