添加剂对减缓膜生物反应器中膜污染的作用研究

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1、第2期(总第184期)2016年4月中圄彳益工柱CHINAMUNICIPALENGINEERINGNo．2fSerialNo．184)Apr．2016DOI：10．39694．issn．1004-4655．2016．02．033添加剂对减缓膜生物反应器中膜污染的作用研究杨燕(上海同济水处理技术开发有限公司，上海200092)摘要：膜生物反应器(MBR)具有高效、出水水质好的特点，在生活污水和工业废水处理中得到应用，但膜污染是MBR广泛应用的主要障碍。通过向膜生物反应器中投加添加剂，人为改善反应器中活性污泥混合液的性质，从而减缓膜污染进

2、程成为一种新兴的膜污染控制技术。总结近年来对添加剂减缓膜生物反应器中膜污染的效果和机制的研究，以期找到更有效、廉价的减缓膜污染添加剂。关键词：膜生物反应器；膜污染；添加剂中图分类号：X703文献标志码：A文章编号：1004—4655(2016)02—0099—041概述膜生物反应器(MembraneBioreactor，MBR)是将膜分离技术和生物反应器结合而成的水处理工艺。它用膜分离装置取代传统活性污泥法中二次沉淀池，实现对活性污泥、悬浮颗粒物和游离细菌的完全截留。体现传统生物处理工艺无法比拟的优越性，包括：设备和基建成本小，出水质

3、量高，除菌效果好，体积负荷率高以及污泥产量少等。然而，在MBR的运行过程中，混合液的大分子物质和活性污泥颗粒会沉积在膜的表面和内部，导致膜污染，降低膜通量，缩短膜的使用寿命⋯。膜污染是MBR技术的主要缺点和难题，至今仍是研究与应用的核心问题。一般认为，膜污染的主要组分来源于生物污泥上清液，膜污染的主要物质是细菌细胞所产生的溶解性微生物代谢产物(SolubleMicrobialProduct，SMP)中的碳水化合物组分【SolubleMicrobialProduct(carbohydrate)，SMP。]，有研究表明，相对分子量>100

4、0的有机污染物是造成膜污染的主要因素。此外，MBR中微生物的胞外聚合物(ExtracellularPolymericSubstances，EPS)的含量、MBR膜的性质如膜材料、膜孔径亲疏水性等都是收稿日期：2016—03—16作者简介：杨燕(197旷)，女，工程师，本科，主要从事水务工程工作。影响膜污染的重要因素。在实际应用中，控制膜污染的方法通常有以下5个方面：对进水进行适当的预处理；采用合理的物理或化学清洗方案；降低通量；增加曝气量；采用化学或生化方法调控混合液。其中，投加添加剂调控混合液减缓膜污染是一条重要且可行的途径。MBR

5、的工艺流程图见图1。图1MBR的工艺流程图2添加剂种类、效果及机制目前，调控MBR混合液所投加的添加剂主要分为填料与吸附剂类和混凝／絮凝剂两大类。2．1填料与吸附剂填料与吸附剂的主要机制是物理吸附、载体等。投加填料，可以强化水力条件，利用填料对膜表面的摩擦，去除膜表面的污泥层。吸附剂可作为微生物载体，为微生物生长提供固体基质，减少絮体的破坏，使部分悬浮生长的微生物转为附着生长，降低沉积在膜表面的微生物及其代谢产物数量。99中圄彳跋工婀杨燕：添加剂对减缓膜生物反应器中膜污染的作用研究2016年第2期李绍峰等口1对比投加聚丙烯半软性填料的

6、浸没式MBR和普通浸没式MBR处理生活污水发现，两个膜生物反应器跨膜压差(TransmembranePressure，TMP)随着运行时间的变化规律基本一致，但投加填料改变生物相的种类数量分配，吸附到膜表面的污泥量与胞外聚合物也下降，延长膜清洗周期。孙选举等口1用柔性多孔颗粒为填料组成的复合式膜生物反应器处理涤纶碱减量废水时发现，在相同条件下，投加填料的MBR最终跨膜压差比普通MBR小28．3kPa，高通量运行时，相同压差投加颗粒填料的MBR通量更大。罗虹等H1在MBR处理生活污水的试验中投加粉末活性炭，出水水质好，减少膜阻力，提高膜

7、通量。李绍峰等口1向MBR反应器中投加粉末活性炭，结果表明膜组件清洗周期延长，且投加粉末活性炭的反应器中ESP含量、SMP浓度和污泥比阻均低于普通MBR。定量投加粉末活性炭还可以形成生物活性炭(BiologicallyActivatedCarbon，BAC)，吸附和降解溶解性有机物。张凤君等【61研究发现，粉末活性炭的投加使得反应器中EPS含量和黏度均小于未投加粉末活性炭的反应器。对分置式和浸没式粉末活性炭一MBR复合工艺对比发现，BAC还有效降低SMP和EPS的含量。赵玉华等‘刀考察发现，合适粒径的沸石自身构成污泥絮体骨架，改善污泥

8、絮体结构，增强絮体强度，提高对偶氮染料废水的吸附能力。Lee等喁1研究在MBR中投加铝盐和沸石粉末对膜过滤性能的影响，发现投加沸石粉末后膜通量明显增加。李洋洋等【91用投加沸石的MBR处理模拟染料废水，结果表明，试验条件