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臭氧发生器对膜生物反应器污染预防控制
2019-01-05 09:33:35

 1膜污染:膜-生物反应器中的膜污染是指混合液中的污泥絮体、胶体粒子、溶质有机物或无机盐类,由于与膜存在物理化学相互作用或机械作用而引起的在膜面上的沉积与积累,或由于在膜孔内吸附造成膜孔径变小或堵塞,使水通过膜的阻力增加,过滤性能下降,从而导致膜通量与分离特性的不可逆变化现象.膜污染问题一直是MBR领域的研究热点,总的来说,其控制方法主要围绕3个方面开展研究:①膜材料与膜组件结构的开发;②反应器运行条件的优化;③活性污泥混合液性质的调控.其中,活性污泥混合液性质对于膜污染的影响很大,这是因为与普通活性污泥法相比,MBR由于对活性污泥的高截留率使得活性污泥浓度大大提高.因此,活性污泥混合液性质方面的研究对于控制MBR膜污染具有重要的意义。

  据文献报道,在活性污泥混合液的各项性质或者组成中,污泥中悬浮颗粒浓度(suspendedsolids,SS)、絮体颗粒粒径、上清液中的胶体物质和微生物胞外多聚物)对于微滤MBR中的活性污泥过滤性能起主要决定作用。

  2投加臭氧对MBR中膜污染的影响:适度的臭氧化能够改善污泥性质,从而可能进一步影响到MBR中的膜污染.He等将MBR中的活性污泥抽到独立的臭氧接触反应容器中进行臭氧反应,活性污泥MLSS浓度为5260mgL,臭氧投加量与SS的质量比为0.16,然后按照不同流量(与进水流量的比率分别为1%、0.5%和1%)将臭氧化后的污泥回流入MBR主反应器,实验结果发现,臭氧化能够促进活性污泥中微生物细胞的分解.臭氧破坏了细胞壁,使胞内物质流出,因此溶解性有机物的量随着臭氧化时间的延长而增加.对于污泥来说,丝状菌膨胀可以得到有效的控制,污泥的SVI指数随着臭氧时间的延长而降低。

  臭氧对细菌溶胞后所导致的大分子有机物浓度升高,可能对膜污染的控制产生不利影响.吴金玲等的研究结果表明,在臭氧投加量不同时,其对活性污泥混合液的作用也不同:①当臭氧投加量低于8.5mgL时,悬浮固体浓度不发生明显变化,但是EPS减少,上清液中胶体有机物浓度轻微上升,在该阶段混合液膜过滤性得到改善;②当臭氧投加量在8.5mgL和600mgL的范围时,臭氧已经开始对细菌起到溶胞的作用,混合液悬浮固体浓度开始降低,胞内大分子有机物质的释放,导致混合液中EPS类似物质和胶体有机物质含量的大幅上升,加重了膜污染的情况;③当臭氧投加量高于600mgL时,细胞解体,虽然MLSS的降低使得膜过滤性能得到改善,但是臭氧投加费用升高,并且杀死细菌效果明显,对污水的生物处理效果可能会有不利的影响。

  当MBR进水为地表水时,对进水进行预臭氧化虽然对TOC值等无明显影响,但增加了可生物同化有机碳的含量,结果可以明显地减轻膜通量的衰减并延长膜清洗所需要的时间间隔.因为MBR中膜污染主要由污泥混合液性质决定,因此,进水中AOC的含量对MBR活性污泥混合液的性质具有一定影响,可能AOC含量越高越有利于膜污染的控制。

  综合来看,可以通过对进水预臭氧化和直接向活性污泥混合液中投加一定剂量的臭氧等2种方式来减轻MBR的膜污染.前者主要是通过提高进水中AOC含量来改善混合液性质,进而减轻膜污染.后者的机理有2点,一是臭氧氧化污泥絮体表面部分的EPS后引起一系列变化,使得污泥重新絮凝后絮体粒径增大,同时臭氧也降低了混合液的粘度;二是高剂量臭氧可降低混合液MLSS值,使得过滤性能改善.另外,确定合理的臭氧投加量是应用该技术的关键点,最佳臭氧投加量可以使得溶液在过滤性能、生物处理效果等2个方面均有较好改善。


 
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