附加弱生物电场减缓膜生物反应器中膜污染的研究

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6、9舢删川㈣删㈣㈣删一、结合微生物燃料电池(ⅧC)与膜生物反应器(MBR)的优缺点，将MFC产生的电场附加在MBR内，形成MFC．MBR耦合系统，MFC以MBR的进水为产电底物，提高系统对污水的

7、处理能力。二、对比变换电场施加方向MBR运行状态的特征，研究MFC弱生物电场对MBR运行及膜污染的影响。三、通过MBR污泥性质的分析，初步提出MFC弱生物电场减缓膜污染的机理。万方数据捅要膜生物反应器(MBR)以膜组件取代传统的二沉池，实现对泥水彻底分离的同时，存在膜污染现象。膜污染迫使工程应用中对膜组件进行频繁清洗和定期更换新的组件，增加MBR运行成本，限制MBR实际应用。在MBR中附加电场能提高膜通量，抑制膜污染。由于微生物燃料电池(mC)是一种无需能源输入、产生清洁电能的新工艺，本文提出以污水MFC产电为基础将其产生的电场附

8、加在MBR中，形成MFC．MBR耦合工艺，实现对污水的能量回收、提高系统处理效率和抑制膜污染等目的。以常规MBR为对照，研究MFC电场对MBR运行影响，结果如下：(1)变换电场施加方向对MBR膜污染的实验结果表明：附加MFC正电场能有效抑制不可逆污染的增长。和CMBR相比，其不可逆污染阻力减少23．17％，而反电场不可逆污染阻力增加51．22％。因此MFC．ⅧR(+)、CMBR和MFC—MBR(．)分别为24天、15天和10天达到70KPa。MFC．MBR(+)受生物污染程度低，且于清洗；而MFC．MBR(．)生物污染更严重，通量

9、恢复率比CMBR下降。(2)在确定MFC正电场减缓膜污染的前提下，改变MBR的污泥浓度，研究附加MFC弱生物电场在不同污泥浓度下的膜污染发展的特征。以CMBR为对照发现，MFC-MBR耦合系统在三种污泥浓度下不可逆污染的阻力分别减少23．61％、50．00％和41．30％，MBR的运行时间得到延长。(3)附加MFC弱生物电场对于控制多糖小分子量污染物具有明显的优势，污泥混合液EPS中多糖分别减少30．13、47．28和26．40mg／gMLVSS，膜污染物中致密型滤饼层内EPS分别减少66．01、61．59、67．92mg／gML

10、VSS，有效控制由EPS造成的不可逆污染。电场作用下污泥粒径由120．226gm分别增加至181．970、238．197和208．917lam，污泥Zeta电位的绝对值分别降低1．7、7．1和6．1mV。(4)通过理想模型初步计算出污染物在MFC电场中受到的静电排斥力大约为8．3×10。10N，由于EPS表面带负电特征，实现MFC．MBR减缓膜污染的目的。(5)电场能够增强污泥的活性，比耗氧速率(SOURcoD)从0．0713增加到0．0841mgDO／(gMLSS·min)，提高MBR的污水处理能力，COD平均去除率由91．58

11、％上升至94．72％，NH3-N平均去除率由90．75％提高到94．06％。总之，MFC．MBR耦合系统以污水为基质产电形成的弱生物电场能够有效控制由EPS引起的不可逆污染，增强污泥活性，达到减缓MBR膜污染、提高系统处理能力的目的，具有很大的应用前景。关键词：膜生物反应器(ⅧR)；微生物燃料EgN(MFC)；污水处理：膜污染：电场万方数据旭ST队CTThesecondarysedimentationtankisreplacedbymembranemodulesinmembranebioreactor(MBR)whichCanac

12、hievecompleteseparationofmixedliquid,whereasmembranefoulingisinevitable．Duetothefact,wehavetocleanthefouledmembranefrequentl