膜生物反应器中uf膜过滤阻力影响因素

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1、膜生物反应器中UF膜过滤阻力影响因素摘要：针对PAN/PS共混超滤膜组件与活性污泥法组合的污水回用处理工艺，分析了影响超滤膜过滤水通量和过滤阻力的主要因素，并建立了相应的经验计算式，从而为该系统的工艺设计及科学化管理提供了参考依据。关键词：超滤膜过滤通量膜污染过滤阻力　　膜—生物反应器(简称UBIS)是以超滤膜过滤代替传统活性污泥系统的二沉池，起到泥水分离和加强系统处理功能的作用。该系统在某些污水处理领域，特别是中水回用处理中的优越性已被大量的研究成果所证实，但系统在运行过程中，由于膜污染而引起的过滤阻力不断增加，膜过滤通量严重衰减的问题，仍是影响该项技术推广应用的关键所在。在UBIS中

2、，作为曝气池混合液中的污泥浓度(MLSS)和残存的有机物浓度(COD)，不仅是影响曝气池处理效果的重要因素，而且还是影响膜过滤性能的主要因素。1试验装置与方法1.1试验装置与流程　　试验装置如图1所示。　　整个系统由生物反应器和膜组件两部分组成：生物反应器为完全混合式曝气池，微型气泵鼓风充氧，反应器的有效容积为10L；膜组件为外压管式超滤膜组件，采用PAN/PS超滤膜，膜组件有效长度为1000mm，膜面积为0.0173m2，流道高度为0.2mm。1.2试验水质　试验用原水取自兰州铁道学院22#家属楼污水排放口,经简单粗滤、沉淀后作为曝气池进水,其水质见表1。表1　　原水水质参数最大值最

3、小值COD（mg/L)409223SS15168pH7.66.11.3主要分析项目和方法　　出水COD用重铬酸钾法测定；MLSS用过滤烘干称重法；CODBR为活性污泥混合液用滤纸过滤后液体的COD值，用该指标近似表示混合液中有机物的浓度，其测定方法仍为重铬酸钾法。1.4试验方法　　试验用活性污泥取自兰炼污水厂生活污水处理系统，经一定时间的静态培养作为试验用污泥。活性污泥混合液的温度用冷却装置来控制。每组试验结束后，拆除装置，用自来水清洗膜表面，再用0.1%NaOH浸泡一定时间，以消除膜污染的影响。试验中控制膜过滤压力为0.12MPa，膜面流速3.8m/s，曝气池水温25℃，通过改变生物反

4、应器中MLSS的浓度和污泥负荷,来实现生物反应器中CODBR的改变，从而考察CODBR及MLSS对膜过滤通量(Jv)的影响。试验数据均以系统运行到稳态时的记录数据为准。2试验结果与分析　　　试验共作了8组，结果见表2。表2CODBR对Jv影响试验条件及结果序号COD进水(mg/L)生物反应器MLSS(g/L)污泥负荷Ns[COD计，kg(kg.d)]HRT(h)CODBR（mg/L)过滤通量Jv[L/(m2.h)]COD出水(mg/L)12736.20.283.71583717.522916.70.254.21573315.132424.90.333.51473918.441923.60

5、.393.21214217.853267.10.264.2334220.162565.20.323.61363822.5732090.184.62033037.582404.60.363.41404019.8平均值267.55.90.33.815336.521　　对表2中的数据，以Jv为横坐标，分别以CODBR和MLSS值作为纵坐标，在双对数坐标下作图，经计算得到：　　MLSS与Jv关系　　lgJv=1.85252-0.38726lgMLSS　　　　　(1)　　相关系数：r=-0.9702　　CODBR与JV关系　　lgJv=3.06085-0.6886lgCODBR　　　　　(2)　　

6、相关系数：r=-0.914009　　由式(1)、(2)可得：　　Jv=71.2MLSS-6.00　　　　　　　　　　(3)　　Jv=1150CODBR0.60　　　　　　　　　　(4)　　对于运行过程中的污泥浓度MLSS和CODBR的值作线性回归。得到如下方程：　　CODBR=71.56+13.77MLSS　　　　　　　(5)　　相关系数：r=0.9632　　为了综合考察活性污泥混合液的MLSS和CODBR对膜过滤通量的影响，先将污泥浓度的平均值MLSS=5.9g/L代入式（5），求出对应的CODBR值，并记作CODBR=153g/L，并以此作为MLSS和CODBR代入式(3)、(4)中

7、，确定对应的膜通量值，以此作为相应各因素的过滤通量标准值，同时定义实际过滤通量与标准过滤通量的比值为相应因子的过滤通量相关数，分别记作A1与A2，所以有：　　A1=Jv/Jv（MLSS）=71MLSS-0.39/（71×5.9-0.39）　　A1=（MLSS/5.9）-0.39（6）　　同理：A2=（CODBR/153）-0.69（7）　　另外，由于膜组件操作条件及水温一定的情况下，Jv与MLSS及CODBR有关，所以进一步假定：