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为什么MBR膜上这么容易结垢?【上】
来源:环保水处理 | 作者:hemeijiakeji | 发布时间: 2023-02-28 | 405 次浏览 | 分享到:
MBR在污水处理已经得到了广泛且成熟的应用,因为MBR替代了二沉池,可以保证出水SS和高污泥浓度,省去了很多污师在运营中的一些烦恼;

但是,膜污染问题也一直困扰着MBR的发展及运行!那么针对这些问题,MBR操作人员究竟该怎么做?才能快速找到膜污染根源,并给予精准打击,以此减少清洗频率。

01
膜污染的类型

、按污染物质成分分类

      1有机污染

主要来源于混合液中的大分子有机物(多糖、蛋白质等),腐殖酸类,微生物絮体、细胞碎片等。其中溶解性有机物SMP、EPS虽然对于MLSS来说占比非常低,但是它们所造成的膜污染占到26%-52%。微生物在膜孔内及膜表面生长、吸附作用也是膜污染的重要因素。

2无机污染

由金属盐类,无机盐离子架桥作用形成。膜的常见无机污染主要是钙、镁、铁、硅等的碳酸盐、硫酸盐及硅酸盐的结垢物质,其中碳酸钙、硫酸钙、氢氧化镁较多。

二、按污染物的性质分类
1可逆污染(暂时污染)

可以通过一定的水力措施进行去除膜污染;如通过清水反洗、曝气抖动可以去除的。

2不可逆污染(长期污染)

不能通过水力清洗措施去除的膜污染,可以通过用氧化剂、酸、碱、还原剂等清洗进行去除的。


可逆和不可逆,都是可以洗出来的。任何清洗手段都洗不出来的就叫不可恢复性污染。

3、按污染物的位置分类

混合液中的物料在膜孔内吸附、浓缩结晶、聚集形成的叫内部污染
在膜表面的聚集和沉积形成的叫外部污染

02
膜污染的因素影响

膜生物反应器中的膜污染物质的来源是活性污泥混合液,污泥混合液对膜的污染极为复杂

1、EPS和SMP

胞外聚合物(EPS)溶解性微生物产物(SMP)都是微生物代谢产物,成分大致相同,它们对膜污染有着重要且复杂的影响,是MBR过程中最主要污染物。

EPS浓度过高,会增大混合液粘度而不利于溶解氧的扩散,使污泥系统充氧困难,从而影响菌胶团的正常生理活动,从而使膜过滤阻力升高。而EPS含量过低,会引起絮状物分解,从而对MBR的运行不利。

因此,存在一个最优EPS值,使絮状物结构稳定,并且不会引起高的膜污染趋势。

研究发现大部分SMP分子量小于1KDa和大于10KDa,小分子量的溶解有机物,在通过膜的同时,易堵塞膜孔,造成膜污染,并成为出水中主要残留有机物。

同时,SMP的特性与组成也受到多个运行参数影响。
一般来说,MBR中SMP对膜的污染趋势随MLSS的增加,有机物载入量的下降,以及溶解氧的升高而减弱。
2、混合液悬浮固体浓度MLSS

MLSS浓度直接影响混合液粘度,粘度升高是MLSS上升引起混合液过滤性能下降的主要原因,如果错流速率或者曝气强度不足以冲刷掉附着在膜表面的固体,将很快引起污染层的产生。

3、粘度

混合液粘度受MLSS影响,MLSS浓度高于临界值时,粘度随固体浓度增加而指数升高。

在中空纤维MBR中,混合液粘度影响气泡大小,及纤维膜在反应器中的灵活性。另外,粘度升高会使溶解氧DO传递效率下降,低溶解氧浓度会加剧膜污染趋势。

4、污泥亲疏水性

许多研究结果表明污泥中亲水性溶解有机物对膜污染的发生起到负面作用。然而,也有研究发现高疏水性絮状污泥同样会引起膜污染。

污泥的疏水性和表面电荷都与胞外聚合物的组成和性质以及丝状细菌生长指数有关,丝状细菌过量繁殖会产生大量,使电势下降,絮状污泥形状不规则,疏水性增强,导致严重的膜污染。


5、污泥颗粒大小

膜通量下降主要是由于2um左右的颗粒引起的。一般来说,颗粒尺寸越小,颗粒越易在膜面沉积,形成的沉积层也越致密,透水性越小,故颗粒尺寸过小将加剧膜污染。

6、污泥沉降指数SVI

尽管对膜污染没有直接影响,但污泥沉降指数(SVI)能够反映出混合液中的有机物质的沉降性。

目前不能沉降的有机物质,如胶体,溶解有机物,被普遍认为是膜的主要污染物质。


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