出水水头对自生生物动态膜过滤性能的影响_范彬

出水水头对自生生物动态膜过滤性能的影响范彬1,2,黄霞2,栾兆坤1((1.中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室,北京100085;2.清华大学环境科学与工程系环境模拟与污染控制国家重点联合实验室,北京100084)摘要:增加出水水头不利于自生生物动态膜(SFDM)的恢复.随着恢复期出水水头的增加,SFDM的稳定出水通量逐渐达到一个极限通量,约为35L·(m2·h)-1.继续增大出水水头,稳定出水通量甚至有降低的趋势.在相同的出水通量下,动态膜的稳定运行时间随着恢复期出水水头的增加而显著降低.当恢复期出水水头为0.5cm时,稳定运行的时间>10d,当恢复期出水水头为10cm时,稳定运行时间<5h.研究了产生上述现象的原因,并提出使每个过滤周期从出水水头为0处开始的操作策略.关键词:自生生物动态膜;出水水头;过滤性能;膜生物反应器中图分类号:TQ028.8文献标识码:A文章编号:0250-3301(2003)05-05-0065基金项目:国家自然科学基金资助项目(50178039)作者简介:范彬(1969～),男,博士.收稿日期:2002-09-27;修订日期:2002-11-21EffectsoftheWaterHead-DroponPerformanceoftheSelf-FormingBio-DynamicMembraneFanBin1,2,HuangXia2,LuanZhaokun1(1.StateKeyLaboratoryofEnvironmentalAquaticChemistry,Re-searchCenterforEco-EnvironmentalSciences,ChineseAcademyofSciences,Beijing100085,China;2.StateKeyJointlaboratoryofEnvironmentSimulationandPollutionControl,DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineer-ing,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China)Abstract:Toraisethewater-headdrop(WHD)isunbeneficialtotherecoveryoftheselfformingbio-dynamicmembrane(SFDM).WiththerisingoftheWHD,thestablefluxoftheSFDMgraduallyrisedtothemaximum,about35L·(m2·h)-1,butithadatrendtodeclineiftheWHDwasfurtherraised.ThedurationofthestablestageoftheSFDMde-clinedremarkablywiththeWHDbeingincreasedintherecoverystage.Thedurationofthestablestagewasmorethan10dwhentheWHDwas0.5cmintherecoverystage,butitwaslessthan5hwhentheWHDwas10cm.Thecausesofthesephenomenawereanalyzed.ItwasproposedthateachrunningcycleoftheSFDMbestartedattheWHDofzero.Keywords:selfformingbio-dynamicmembrane;waterhead-drop;filtrationperformance;membranebioreactor自生生物动态膜(selfformingbio-dynamicmembrane,SFDM)以大孔过滤材料(如普通筛网)为载体,利用其上生成的生物质层的截留作用实现膜过滤的功能.应用这一原理建立的自生动态膜-生物反应器(SFDMBR)污水处理工艺,在保留膜-生物反应器工艺优点的同时,可以大幅降低过滤组件的造价,同时还具有出水水质优良、小水头自流出水(出水水头<5cm)、通量大、污染控制和清除简易等突出优点[1,2].SFDM与MBR中固定膜的污染层有相似性.对于传统的固定膜而言,膜两侧的压差(trans-membranepressure,TMP)及其变化的历程对膜污染层的结构以及膜污染的发展都有影响.SFDM过滤动力为水力自重,如果忽略水流在动态膜出水管路上的水头损失[2],可以近似认为SFDM的TMP等于反应器出水口与反应器内的液位差(本文称为出水水头,waterheaddrop,WHD).本文的主要目的是研究WHD对SFDM性能的影响.1材料和方法图1是SFDMB