膜生物反應器(MBR)是將膜分離與微生物菌種體現(xiàn)緊密聯(lián)系的污水處理新技術(shù)新工藝,由于具有很多傳統(tǒng)污水處理制作工藝所不具備的優(yōu)點,近幾年來已導致廣泛的關(guān)注,但在所難免的膜污染限制了其更廣泛的應用。臨界點透射系數(shù)在膜污染控制中有著尤其重要的現(xiàn)實意義。自1995年Field第一次明確指出臨界點透射系數(shù)的界定,世界各地很多專家針對這件事開展了科研[-51。一般地,MB膜臨界點透射系數(shù)依據(jù)如下所示所顯示界定,即保持一個平穩(wěn)的膜通量低于此值運行時,細顆粒物化合物不能在膜表面聚集沉積,操作過程壓力始終保持,并沒顯著的膜污染導致;而當控制膜通量高過此值運行時,操作過程壓力大幅升高,膜污染伴隨著迅速上升,導致MBR管理體系的崩潰。目前，世界各地對臨界點透射系數(shù)的精確測量有不一樣的方法,多采用透射系數(shù)臺階性提高法進行精準測量(6-11。即在--定的水文學操作過程規(guī)范及混合物質(zhì)特點下,控制MBR在-個平穩(wěn)的低透射系數(shù)下連續(xù)運行,觀查操作過程壓力TMP在一定時間內(nèi)的變化,若TMP始終保持,可感覺這個時候的透射系數(shù)低于臨界點透射系數(shù),再使膜通量提高--個階量,不斷以上試驗。依據(jù)明顯增強膜通量,當MBR正好高過某一透射系數(shù)運行時,慢慢變化,不能穩(wěn)定運行，可感覺這個時候的透射系數(shù)已高過臨界點透射系數(shù)。原文中采用透射系數(shù)臺階性提高測定法平板膜生物反應器的臨界點透射系數(shù)值,通過考察不一樣精確測量基本參數(shù)對臨界點透射系數(shù)精確測量結(jié)果的傷害,從而提高平板膜生物反應器臨界點透射系數(shù)的精確測量。

1原料與方法

       1.1實驗設備

       實驗設備見圖1,貯液罐內(nèi)的水根據(jù)進離心式水泵提升進入

       作者介紹:孫健華,項目工程師,從事環(huán)境污染控制與資源化再生再造科研。

       自然科學基金:在我國高新科技科研發(fā)展趨向計劃方案(863方案)幫護最新項目(202AA601220)

       依據(jù)滲水糟的外溢和截止閥門保證反應罐內(nèi)水位線線平穩(wěn),溢.流廢水流到至貯液罐。滲漏經(jīng)進不銹鋼水槽全自動排出進人比較多氧膜生物反應器內(nèi),反應罐規(guī)格型號為長x寬x高=300mmx80mmx500mm,有效容積10L,用擋板將其分成升流區(qū)和降流區(qū),二者容積比例1:2。水流量依據(jù)蠕動泵對膜構(gòu)件真空保鮮運行,負壓力表.說明活性炭過濾器應用的壓力。膜構(gòu)件底部微孔曝氣管的直徑大約為2mm,蒸汽流量計調(diào)節(jié)水解酸化量。在平板膜生物反應器臨界點透射系數(shù)精確測量操作流程中,采用不斷滲漏不斷水流量的方式。試驗采用平板列管式構(gòu)件，由北京中科膜研究機構(gòu)給與，膜原材料為聚偏氟乙烯(PVDF),膜的高效率過濾占地面積為0.1m2,截留相對分子質(zhì)量100kda。

       1.2試驗飲用水

       試驗飲用水為模擬仿真日常生活污水處理的排水管道,見表1。

       1.3注入污泥

       注入污泥源于運行3個多月的處理生活污水處理的一體式膜生物反應器,其MLVSS/MILSS約為0.7。在調(diào)研MISS濃度值值對平板膜生物反應器臨界點透射系數(shù)的影響時,為避免混合物質(zhì)特性的變更,采用靜放提純的方式得到不一樣成分的MLSS.

       1.4臨界點透射系數(shù)的精確測量

       采用透射系數(shù)臺階性提高法精準測量臨界點透射系數(shù),其精確測量整個過程見圖2。由圖2可以看得出來,在一定的運用狀況下,當運行透射系數(shù)不太高過J時,在15min的不斷抽脂間隔內(nèi)操作過程壓力能穩(wěn)定為一個數(shù)值;當運行透射系數(shù)不小于J2時,操作過程壓力隨抽脂時間的變化而轉(zhuǎn)變,不能穩(wěn)定在一個數(shù)值上,而且隨著透射系數(shù)的進一步提高,壓力變化水準越大。由于試驗規(guī)范限制,透射系數(shù)階梯增長率不大可能無限小，因此不可以得到一一個準確的臨界點透射系數(shù)值,僅有得到一個臨界點透射系數(shù)地域。對于圖2,臨界點透射系數(shù)為J1≤Jc≤J2。在應用該方法精確測量臨界點透射系數(shù)時,試驗精確測量基本參數(shù)的區(qū)別,即初始運作透射系數(shù),精確測量間隔時間段、透射系數(shù)階梯增長率的不一樣,有可能造成臨界點透射系數(shù)精確測量值的不一樣。因此,務必調(diào)研這類精確測量.基本參數(shù)對臨界點透射系數(shù)精確測量結(jié)果的傷害,從而提高平板膜臨界點透射系數(shù)的精確測量。

2結(jié)果與討論

       在一定的水文學規(guī)范和混合物質(zhì)特點(水解酸化量1.5m/h,污泥濃度值值9g/L,工作溫度25C,pH=7.0~7.5)下,科研初始運作透射系數(shù)精確測量間隔時間段、透射系數(shù)階梯增長率對臨界點透射系數(shù)值的傷害。

       2.1初始運作通的傷害

       在以上操作過程狀況下,控制精確測量間隔時間段△t=15min,透射系數(shù)階梯增長率為3L/(m'.h),分別精確測量初始運作透射系數(shù)為12L/(m7.h).21L/(m2.h).30L/(m2.h)時的臨界點透射系數(shù)值,臨界點透射系數(shù)的檢測結(jié)果均為36~39L/(m2.h),無顯著區(qū)別。因此,在.臨界點透射系數(shù)精確測量操作流程中,為減少沒必要的試驗時間,可適當挑選一個較高的初始運作透射系數(shù),但在不清楚膜本身特點的情況下,倘若挑選的初始運作透射系數(shù)過高，則有可能造成初始運作透射系數(shù)比臨界點透射系數(shù)還必須高的情況，由于這時膜在臨界點透射系數(shù)以上運行,膜污染迅速發(fā)展趨向,即使立刻調(diào)整透射系數(shù)為一個較低的數(shù)值,也難以獲得一個準確的檢測結(jié)果。

       2.2精確測量間隔時間段的傷害

       在一樣操作過程狀況下,控制初始運作透射系數(shù)26L/(m2.h),通40．

       量階梯遞增量3L/(m2.h),分別測定Ot為10min,20min.30min.45min.60min時的臨界通量值,測定結(jié)果見表2。

       由表2可以看出,當間隔時間段Ot變大時，由于臨界通量測定過程中操作壓力的增長趨勢也變快，導致臨界通量的測定結(jié)果變小;另外,測量間隔時間從10min增加到60min,臨界通量的測量值僅減小了6L(m2.h),變化值不是很大。因此,在臨界通量測定過程中,應盡量選取一個比較適宜的間隔時間段,從而減少不必要的試驗時間。

       2.3通量階梯遞增量的影響

       在同樣操作條件下,控制測定間隔時間段Ar=15min,初始啟動通量26L(m2.h),分別測定通量階梯遞增量為2L/(m2.h)、4L/(m2+h).6L/(m2.h)時的臨界通量值,測定結(jié)果見表3。由表3可以看出，當通量階梯遞增量變大時,臨界通量的測定結(jié)果變小。這可以可根據(jù)顆粒沉降理論進行解釋[9):當啟動通量較低時,污泥顆粒不至于沉積在膜面上,只有主體混合液中的小顆粒物質(zhì)如膠體、EPS和溶解性物質(zhì)附著于膜面表2測定間隔時間段對臨界通值的影響。

       或堵塞膜孔,通量衰減緩慢;而當污泥一旦大量沉積,會形成較大的泥餅層阻力,導致壓力迅速上升。因此,顆粒在膜表面.的沉積狀況隨著通量增長方式的不同而有所差異:1)逐漸緩慢地提高膜通量使得膜表面的污染層呈現(xiàn)規(guī)則而緩慢的發(fā)展趨勢,使得0P/Ot的增長趨勢也較小;2)相反,快速急劇地提高膜通量,使得膜表面的污染層以一種極不規(guī)則的態(tài)勢發(fā)展,導致更大的水力學阻力,從而使得OP/Ol的增長趨勢也較大。

       因此,在臨界通量測定過程中,應盡量選取一個較小的通量階梯遞增量,從而獲得更準確的測定結(jié)果。但在不清楚膜本身性能的情況下,如果選取的通量階梯遞增量過低,則會大大加大試驗測定時間。

       2.4臨界通量測定參數(shù)的優(yōu)化

       通過上述試驗及分析,在臨界通量的測定過程中,推薦以下測定參數(shù):通量階梯遞增量盡量不大于4L/(m2.h),測定間隔時間段可取15~30min;初始啟動通量的選擇要適宜,太大可能會導致試驗結(jié)果的誤差。

3結(jié)論

       1)在平板膜生物反應器臨界通量的測定過程中，當初始啟動通量小于臨界通量時,其對臨界通量的測定值影響不大;當通量階梯遞增量變大時,臨界通量的測定結(jié)果變小;當測定間隔時間段變大時,臨界通量的測定結(jié)果相應變小。

       2)測定臨界通量時,本文推薦以下測定參數(shù):通量階梯遞增量盡量不大于4L/(m2.h),測定間隔時間段可取15~30min;初始啟動通量的選擇要適宜,太大了可能導致試驗結(jié)果的誤差。