膜生物反應器(MBR)是將膜分離與微生物菌種體現緊密聯(lián)系的污水處理新技術(shù)新工藝,由于具有很多傳統污水處理制作工藝所不具備的優(yōu)點(diǎn),近幾年來(lái)已導致廣泛的關(guān)注,但在所難免的膜污染限制了其更廣泛的應用。臨界點(diǎn)透射系數在膜污染控制中有著(zhù)尤其重要的現實(shí)意義。自1995年Field第一次明確指出臨界點(diǎn)透射系數的界定,世界各地很多專(zhuān)家針對這件事開(kāi)展了科研[-51。一般地,MB膜臨界點(diǎn)透射系數依據如下所示所顯示界定,即保持一個(gè)平穩的膜通量低于此值運行時(shí),細顆粒物化合物不能在膜表面聚集沉積,操作過(guò)程壓力始終保持,并沒(méi)顯著(zhù)的膜污染導致;而當控制膜通量高過(guò)此值運行時(shí),操作過(guò)程壓力大幅升高,膜污染伴隨著(zhù)迅速上升,導致MBR管理體系的崩潰。目前，世界各地對臨界點(diǎn)透射系數的精確測量有不一樣的方法,多采用透射系數臺階性提高法進(jìn)行精準測量(6-11。即在--定的水文學(xué)操作過(guò)程規范及混合物質(zhì)特點(diǎn)下,控制MBR在-個(gè)平穩的低透射系數下連續運行,觀(guān)查操作過(guò)程壓力TMP在一定時(shí)間內的變化,若TMP始終保持,可感覺(jué)這個(gè)時(shí)候的透射系數低于臨界點(diǎn)透射系數,再使膜通量提高--個(gè)階量,不斷以上試驗。依據明顯增強膜通量,當MBR正好高過(guò)某一透射系數運行時(shí),慢慢變化,不能穩定運行，可感覺(jué)這個(gè)時(shí)候的透射系數已高過(guò)臨界點(diǎn)透射系數。原文中采用透射系數臺階性提高測定法平板膜生物反應器的臨界點(diǎn)透射系數值,通過(guò)考察不一樣精確測量基本參數對臨界點(diǎn)透射系數精確測量結果的傷害,從而提高平板膜生物反應器臨界點(diǎn)透射系數的精確測量。

1原料與方法

       1.1實(shí)驗設備

       實(shí)驗設備見(jiàn)圖1,貯液罐內的水根據進(jìn)離心式水泵提升進(jìn)入

       作者介紹:孫健華,項目工程師,從事環(huán)境污染控制與資源化再生再造科研。

       自然科學(xué)基金:在我國高新科技科研發(fā)展趨向計劃方案(863方案)幫護最新項目(202AA601220)

       依據滲水糟的外溢和截止閥門(mén)保證反應罐內水位線(xiàn)線(xiàn)平穩,溢.流廢水流到至貯液罐。滲漏經(jīng)進(jìn)不銹鋼水槽全自動(dòng)排出進(jìn)人比較多氧膜生物反應器內,反應罐規格型號為長(cháng)x寬x高=300mmx80mmx500mm,有效容積10L,用擋板將其分成升流區和降流區,二者容積比例1:2。水流量依據蠕動(dòng)泵對膜構件真空保鮮運行,負壓力表.說(shuō)明活性炭過(guò)濾器應用的壓力。膜構件底部微孔曝氣管的直徑大約為2mm,蒸汽流量計調節水解酸化量。在平板膜生物反應器臨界點(diǎn)透射系數精確測量操作流程中,采用不斷滲漏不斷水流量的方式。試驗采用平板列管式構件，由北京中科膜研究機構給與，膜原材料為聚偏氟乙烯(PVDF),膜的高效率過(guò)濾占地面積為0.1m2,截留相對分子質(zhì)量100kda。

       1.2試驗飲用水

       試驗飲用水為模擬仿真日常生活污水處理的排水管道,見(jiàn)表1。

       1.3注入污泥

       注入污泥源于運行3個(gè)多月的處理生活污水處理的一體式膜生物反應器,其MLVSS/MILSS約為0.7。在調研MISS濃度值值對平板膜生物反應器臨界點(diǎn)透射系數的影響時(shí),為避免混合物質(zhì)特性的變更,采用靜放提純的方式得到不一樣成分的MLSS.

       1.4臨界點(diǎn)透射系數的精確測量

       采用透射系數臺階性提高法精準測量臨界點(diǎn)透射系數,其精確測量整個(gè)過(guò)程見(jiàn)圖2。由圖2可以看得出來(lái),在一定的運用狀況下,當運行透射系數不太高過(guò)J時(shí),在15min的不斷抽脂間隔內操作過(guò)程壓力能穩定為一個(gè)數值;當運行透射系數不小于J2時(shí),操作過(guò)程壓力隨抽脂時(shí)間的變化而轉變,不能穩定在一個(gè)數值上,而且隨著(zhù)透射系數的進(jìn)一步提高,壓力變化水準越大。由于試驗規范限制,透射系數階梯增長(cháng)率不大可能無(wú)限小，因此不可以得到一一個(gè)準確的臨界點(diǎn)透射系數值,僅有得到一個(gè)臨界點(diǎn)透射系數地域。對于圖2,臨界點(diǎn)透射系數為J1≤Jc≤J2。在應用該方法精確測量臨界點(diǎn)透射系數時(shí),試驗精確測量基本參數的區別,即初始運作透射系數,精確測量間隔時(shí)間段、透射系數階梯增長(cháng)率的不一樣,有可能造成臨界點(diǎn)透射系數精確測量值的不一樣。因此,務(wù)必調研這類(lèi)精確測量.基本參數對臨界點(diǎn)透射系數精確測量結果的傷害,從而提高平板膜臨界點(diǎn)透射系數的精確測量。

2結果與討論

       在一定的水文學(xué)規范和混合物質(zhì)特點(diǎn)(水解酸化量1.5m/h,污泥濃度值值9g/L,工作溫度25C,pH=7.0~7.5)下,科研初始運作透射系數精確測量間隔時(shí)間段、透射系數階梯增長(cháng)率對臨界點(diǎn)透射系數值的傷害。

       2.1初始運作通的傷害

       在以上操作過(guò)程狀況下,控制精確測量間隔時(shí)間段△t=15min,透射系數階梯增長(cháng)率為3L/(m'.h),分別精確測量初始運作透射系數為12L/(m7.h).21L/(m2.h).30L/(m2.h)時(shí)的臨界點(diǎn)透射系數值,臨界點(diǎn)透射系數的檢測結果均為36~39L/(m2.h),無(wú)顯著(zhù)區別。因此,在.臨界點(diǎn)透射系數精確測量操作流程中,為減少沒(méi)必要的試驗時(shí)間,可適當挑選一個(gè)較高的初始運作透射系數,但在不清楚膜本身特點(diǎn)的情況下,倘若挑選的初始運作透射系數過(guò)高，則有可能造成初始運作透射系數比臨界點(diǎn)透射系數還必須高的情況，由于這時(shí)膜在臨界點(diǎn)透射系數以上運行,膜污染迅速發(fā)展趨向,即使立刻調整透射系數為一個(gè)較低的數值,也難以獲得一個(gè)準確的檢測結果。

       2.2精確測量間隔時(shí)間段的傷害

       在一樣操作過(guò)程狀況下,控制初始運作透射系數26L/(m2.h),通40．

       量階梯遞增量3L/(m2.h),分別測定Ot為10min,20min.30min.45min.60min時(shí)的臨界通量值,測定結果見(jiàn)表2。

       由表2可以看出,當間隔時(shí)間段Ot變大時(shí)，由于臨界通量測定過(guò)程中操作壓力的增長(cháng)趨勢也變快，導致臨界通量的測定結果變小;另外,測量間隔時(shí)間從10min增加到60min,臨界通量的測量值僅減小了6L(m2.h),變化值不是很大。因此,在臨界通量測定過(guò)程中,應盡量選取一個(gè)比較適宜的間隔時(shí)間段,從而減少不必要的試驗時(shí)間。

       2.3通量階梯遞增量的影響

       在同樣操作條件下,控制測定間隔時(shí)間段Ar=15min,初始啟動(dòng)通量26L(m2.h),分別測定通量階梯遞增量為2L/(m2.h)、4L/(m2+h).6L/(m2.h)時(shí)的臨界通量值,測定結果見(jiàn)表3。由表3可以看出，當通量階梯遞增量變大時(shí),臨界通量的測定結果變小。這可以可根據顆粒沉降理論進(jìn)行解釋[9):當啟動(dòng)通量較低時(shí),污泥顆粒不至于沉積在膜面上,只有主體混合液中的小顆粒物質(zhì)如膠體、EPS和溶解性物質(zhì)附著(zhù)于膜面表2測定間隔時(shí)間段對臨界通值的影響。

       或堵塞膜孔,通量衰減緩慢;而當污泥一旦大量沉積,會(huì )形成較大的泥餅層阻力,導致壓力迅速上升。因此,顆粒在膜表面.的沉積狀況隨著(zhù)通量增長(cháng)方式的不同而有所差異:1)逐漸緩慢地提高膜通量使得膜表面的污染層呈現規則而緩慢的發(fā)展趨勢,使得0P/Ot的增長(cháng)趨勢也較小;2)相反,快速急劇地提高膜通量,使得膜表面的污染層以一種極不規則的態(tài)勢發(fā)展,導致更大的水力學(xué)阻力,從而使得OP/Ol的增長(cháng)趨勢也較大。

       因此,在臨界通量測定過(guò)程中,應盡量選取一個(gè)較小的通量階梯遞增量,從而獲得更準確的測定結果。但在不清楚膜本身性能的情況下,如果選取的通量階梯遞增量過(guò)低,則會(huì )大大加大試驗測定時(shí)間。

       2.4臨界通量測定參數的優(yōu)化

       通過(guò)上述試驗及分析,在臨界通量的測定過(guò)程中,推薦以下測定參數:通量階梯遞增量盡量不大于4L/(m2.h),測定間隔時(shí)間段可取15~30min;初始啟動(dòng)通量的選擇要適宜,太大可能會(huì )導致試驗結果的誤差。

3結論

       1)在平板膜生物反應器臨界通量的測定過(guò)程中，當初始啟動(dòng)通量小于臨界通量時(shí),其對臨界通量的測定值影響不大;當通量階梯遞增量變大時(shí),臨界通量的測定結果變小;當測定間隔時(shí)間段變大時(shí),臨界通量的測定結果相應變小。

       2)測定臨界通量時(shí),本文推薦以下測定參數:通量階梯遞增量盡量不大于4L/(m2.h),測定間隔時(shí)間段可取15~30min;初始啟動(dòng)通量的選擇要適宜,太大了可能導致試驗結果的誤差。