MBR膜在污水處理已經(jīng)得到了廣泛且成熟的應(yīng)用,因為MBR膜池替代了二沉池,可以保證出水SS和高污泥濃度,省去了很多污師在運營中的一些煩惱;但是,膜污染問題也一直困擾著MBR的發(fā)展及運行!那么針對這些問題,MBR操作人員究竟該怎么做?才能快速找到膜污染根源,并給予精準(zhǔn)打擊,以此減少清洗頻率。
一、按污染物質(zhì)成分分類
1有機(jī)污染
主要來源于混合液中的大分子有機(jī)物(多糖、蛋白質(zhì)等),腐殖酸類,微生物絮體、細(xì)胞碎片等。其中溶解性有機(jī)物SMP、EPS雖然對于MLSS來說占比非常低,但是它們所造成的膜污染占到26%-52%。微生物在膜孔內(nèi)及膜表面生長、吸附作用也是膜污染的重要因素。
2無機(jī)污染
由金屬鹽類,無機(jī)鹽離子架橋作用形成。膜的常見無機(jī)污染主要是鈣、鎂、鐵、硅等的碳酸鹽、硫酸鹽及硅酸鹽的結(jié)垢物質(zhì),其中碳酸鈣、硫酸鈣、氫氧化鎂較多。
二、按污染物的性質(zhì)分類
1可逆污染(暫時污染)
可以通過一定的水力措施進(jìn)行去除膜污染;如通過清水反洗、曝氣抖動可以去除的。
2不可逆污染(長期污染)
不能通過水力清洗措施去除的膜污染,可以通過用氧化劑、酸、堿、還原劑等清洗進(jìn)行去除的??赡婧筒豢赡妫际强梢韵闯鰜淼?。任何清洗手段都洗不出來的就叫不可恢復(fù)性污染。
3、按污染物的位置分類混合液中的物料在膜孔內(nèi)吸附、濃縮結(jié)晶、聚集形成的叫內(nèi)部污染;在膜表面的聚集和沉積形成的叫外部污染。
膜生物反應(yīng)器中的膜污染物質(zhì)的來源是活性污泥混合液,污泥混合液對膜的污染極為復(fù)雜。
1、EPS和SMP
胞外聚合物(EPS)和溶解性微生物產(chǎn)物(SMP)都是微生物代謝產(chǎn)物,成分大致相同,它們對膜污染有著重要且復(fù)雜的影響,是MBR過程中最主要污染物。
EPS濃度過高,會增大混合液粘度而不利于溶解氧的擴(kuò)散,使污泥系統(tǒng)充氧困難,從而影響菌膠團(tuán)的正常生理活動,從而使膜過濾阻力升高。而EPS含量過低,會引起絮狀物分解,從而對MBR的運行不利。
因此,存在一個最優(yōu)EPS值,使絮狀物結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,并且不會引起高的膜污染趨勢。
研究發(fā)現(xiàn)大部分SMP分子量小于1KDa和大于10KDa,小分子量的溶解有機(jī)物,在通過膜的同時,易堵塞膜孔,造成膜污染,并成為出水中主要殘留有機(jī)物。
同時,SMP的特性與組成也受到多個運行參數(shù)影響。
一般來說,MBR中SMP對膜的污染趨勢隨MLSS的增加,有機(jī)物載入量的下降,以及溶解氧的升高而減弱。
2、混合液懸浮固體濃度MLSS
MLSS濃度直接影響混合液粘度,粘度升高是MLSS上升引起混合液過濾性能下降的主要原因,如果錯流速率或者曝氣強(qiáng)度不足以沖刷掉附著在膜表面的固體,將很快引起污染層的產(chǎn)生。
3、粘度混合液粘度受MLSS影響,MLSS濃度高于臨界值時,粘度隨固體濃度增加而指數(shù)升高。
在中空纖維MBR膜中,混合液粘度影響氣泡大小,及纖維膜在反應(yīng)器中的靈活性。另外,粘度升高會使溶解氧DO傳遞效率下降,低溶解氧濃度會加劇膜污染趨勢。
4、污泥親疏水性
許多研究結(jié)果表明污泥中親水性溶解有機(jī)物對膜污染的發(fā)生起到負(fù)面作用。然而,也有研究發(fā)現(xiàn)高疏水性絮狀污泥同樣會引起膜污染。
污泥的疏水性和表面電荷都與胞外聚合物的組成和性質(zhì)以及絲狀細(xì)菌生長指數(shù)有關(guān),絲狀細(xì)菌過量繁殖會產(chǎn)生大量,使電勢下降,絮狀污泥形狀不規(guī)則,疏水性增強(qiáng),導(dǎo)致嚴(yán)重的膜污染。
5、污泥顆粒大小
膜通量下降主要是由于2um左右的顆粒引起的。一般來說,顆粒尺寸越小,顆粒越易在膜面沉積,形成的沉積層也越致密,透水性越小,故顆粒尺寸過小將加劇膜污染。
6、污泥沉降指數(shù)SVI
盡管對膜污染沒有直接影響,但污泥沉降指數(shù)(SVI)能夠反映出混合液中的有機(jī)物質(zhì)的沉降性。目前不能沉降的有機(jī)物質(zhì),如膠體,溶解有機(jī)物,被普遍認(rèn)為是膜的主要污染物質(zhì)。