MBR处理食品加工废水过程中亲水性PVDF膜性能研究_赵珂青

MBR处理食品加工废水过程中亲水性PVDF膜性能研究_赵珂青-fd46173fb8f67c1cfbd6b881食品工业废水含有大量可降解的有机物、微生物菌体、氮磷化合物以及食品添加剂等成分，若不经过处理而排放，对环境的污染非常强烈，造成水体的富营养化，破坏水体的自净能力[1]。自20世纪60年代Smith首次报道了活性污泥法和超滤工艺结合处理城市污水的方法以后，膜生物反应器（MBR）迅速成为污水处理领域的研究热点[2]。目前在生活污水、食品废水、医药废水和印染废水等方面已得到广泛的研究和应用。其原理是将传统活性污泥处理法和膜技术相结合，提高反应器中活性污泥含量，并保证反应器中活性污泥的高生物活性和污水处理能力[3-4]。MBR技术占地面积小，生化效率高、工艺流程简单，能够更好地控制处理后的废水质量[5]。然而，在MBR的应用过程中一个主要问题就是膜污染问题。膜污染会增大膜的过滤阻力，过滤通量减小，造成运行不稳定，增加膜清洗和更换频率，缩短膜的使用寿命并提高运行成本[3，5-7]。据文献[8]报道，工业上MBR运行时膜平均过滤通量约为10～30L/(h·m2)，一定程度上限制了MBR技术在污水处理中的应用。迄今为止，国内外针对膜污染的成因、机理、特点和污染方式等方面进行了大量的研究[6，9]。结果表明，通过表面改性技术，提高膜表面的亲水性可以增强膜的抗污染性能。如在膜表面引入两性基团或亲水性基团，或在膜表面涂覆一层亲水性薄层，或物理共混等方法可以制备亲水性分离膜，都在一定程度上提高了膜的抗污性[10-12]。另外，操作条件在MBR应用过程中也起着至关重要的作用[5]。工业应用中对于膜污染问题大多采用反洗液冲洗的方法，但频繁的反冲洗可能会造成膜层脱落，直接影响过滤效果，如能降低污染物在膜上的附着性，仅通过曝气振动法控制膜污染，不仅可以避免膜层脱落问题，且简化了工业流程，但这种技术对膜表面的抗污染性能有较高的要求。本研究采用自制的平板亲水性聚偏离氟乙烯（PVDF）膜制成膜组件，用于MBR法处理食品加工废水[13]。在常规曝气冲刷-间隙抽滤操作、不进行反冲洗的操作模式下，研究膜组件的过滤通量变化情况以及对出水颗粒物的去除效果，考察亲水性PVDF膜的过滤性能及抗污染性能，为PVDF-MBR膜反应器的工业化应用提供参考。MBR处理食品加工废水过程中亲水性PVDF膜性能研究赵珂青