污水處理MBR膜通量下降的原因及優(yōu)化
作為一種新型污水處理技術(shù)，膜生物反應(yīng)器的本質(zhì)在于活性污泥與高效膜分離的有效結(jié)合。MBR工藝是依靠膜本身的過濾功能，將活性污泥保留在生物反應(yīng)器中，然后利用好氧菌等微生物分解吸收污染物，從而達(dá)到凈化污水的目的。在實(shí)際凈化工作中，受諸多因素的制約，MBR膜通量的下降也會(huì)嚴(yán)重影響膜本身的凈化功能。一方面會(huì)影響膜本身的使用壽命，另一方面也不利于污水處理的有序開展。
1.MBR膜通量下降的原因分析
1.1生物污染
MBR長期浸泡在活性污泥中，必然會(huì)在復(fù)雜的環(huán)境中滋生各種微生物。同時(shí)，系統(tǒng)中的污泥存放時(shí)間長，污泥本身的顆粒和沉降都不理想，容易產(chǎn)生生物污損現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致膜本身的阻力更高。同時(shí)，處理液中還有殘留的BOD物質(zhì)。經(jīng)過長期的反射，膜表面會(huì)滋生大量的微生物，這也是膜通量下降的重要原因。至于活性污泥本身，其自身濃度和粘度較高，容易附著在膜絲表面而不被沖走。
1.2無機(jī)污染
所謂無機(jī)污染，其實(shí)是指液體中大量的無機(jī)鹽導(dǎo)致膜表面結(jié)垢的現(xiàn)象。就實(shí)際觀察來看，雖然有一些無機(jī)鹽在膜絲表面結(jié)垢，但在清洗的過程中不會(huì)造成太大的不便，也不會(huì)對(duì)膜通量產(chǎn)生明顯的影響。所以無機(jī)物造成的污染不在下面討論的范圍內(nèi)。
1.3有機(jī)污染
根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)資料，MBR膜系統(tǒng)的含油量不應(yīng)高于20 mg/L，就實(shí)際污水情況來看，造成膜污染的主要有機(jī)物是石油類物質(zhì)，尤其是一些不可生物降解的重油和污油。通過對(duì)膜組的實(shí)地調(diào)查，發(fā)現(xiàn)很多膜柱的表面膜絲比較干凈，甚至沒有油污的痕跡。而膜柱中間的膜絲油污現(xiàn)象非常明顯。通過分析，筆者認(rèn)為風(fēng)機(jī)輸送的空氣中含有一定量的潤滑油，當(dāng)這部分空氣隨膜柱中部上升時(shí)，與膜絲接觸后會(huì)被污染。這個(gè)論點(diǎn)在離線清洗的過程中也得到了證明。離線清洗時(shí)，用透明管臨時(shí)代替原有管道。吹一段時(shí)間后，管壁上會(huì)有一層油漬。這說明風(fēng)扇吹出的空氣中含有一些油污。此外，在MBR調(diào)試期間，也曾發(fā)生過漏油事故。雖然進(jìn)罐的油大部分是輕油，但是這部分油也會(huì)對(duì)膜本身造成一定的污染。值得一提的是，很多大分子有機(jī)聚合物也會(huì)對(duì)膜本身造成一定的污染。
1.4進(jìn)料含油量高。
這個(gè)污水處理廠的MBR系統(tǒng)已經(jīng)經(jīng)過了三個(gè)月的實(shí)際運(yùn)行測(cè)試，已經(jīng)進(jìn)行了標(biāo)定操作。具體來說，處理能力為200-225T/H，膜通量為0.45-0.52m3/(m2.d)。本系統(tǒng)采用反沖洗方式，產(chǎn)水9分鐘，停水1分鐘。由于反洗頻率高，無法保證反洗的水質(zhì)。進(jìn)水含油量的增加會(huì)限制實(shí)際清洗效果，對(duì)膜本身的壽命和性能尤其不利。
1.5系統(tǒng)膜組件振打空氣設(shè)計(jì)不合理。
膜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)存在一些問題。MBR系統(tǒng)最初設(shè)計(jì)的曝氣速率為75-100m3/min。同時(shí)，膜柱下端的風(fēng)道上還有一個(gè)小孔，方便搖風(fēng)的噴射。通過這種小孔抖風(fēng)，可以吹掃膜絲，進(jìn)而有效清除污泥。在最初的設(shè)計(jì)階段，由于缺乏全面的預(yù)期，在通過模柱底部時(shí)會(huì)損失搖動(dòng)空氣，由此造成的風(fēng)量不足和氣孔堵塞也是膜通量有限的重要原因。
1.6操作人員自身意識(shí)不足。
該領(lǐng)域的許多操作者和技術(shù)人員對(duì)膜本身的性能沒有足夠的了解。MBR膜被污染時(shí)，沒有及時(shí)更換和清洗。當(dāng)膜污染越來越嚴(yán)重時(shí)，已經(jīng)嚴(yán)重影響了正常的工作要求。當(dāng)污染嚴(yán)重的膜組件被取出時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)膜絲中間有大量的活性污泥，包圍著膜絲，進(jìn)而限制了膜的通量。
2.污水廠MBR膜極限通量的優(yōu)化措施
2.1縮短污泥齡
針對(duì)生物污染帶來的困境，可以采用縮短污泥齡的方式進(jìn)行優(yōu)化。在具體工作中，可以加強(qiáng)膜區(qū)的排泥處理，保證污泥保持良好的沉降。只有污泥本身顆粒更大，活性更高，才能減少對(duì)膜的粘附，進(jìn)而起到理想的控制生物污染的作用。
2.2優(yōu)化清洗方案
通過對(duì)膜污染分析報(bào)告的研究，不難發(fā)現(xiàn)“油”作為主要污染物，在制定清洗方案的過程中也需要進(jìn)行調(diào)整。比如用0.3%的次氯酸鈉反洗，然后調(diào)跨膜壓差到38kPA。然后用= 0.3%的氫氧化鈉反洗，調(diào)節(jié)跨膜壓差至42kPA。用1%草酸反洗，調(diào)節(jié)跨膜壓差至35kPA。比較不同反洗條件下的實(shí)際情況。清洗后的膜投入運(yùn)行后，只有達(dá)到預(yù)期效果后，才能對(duì)所有模塊進(jìn)行清洗。
2.3增加膜區(qū)域的空氣量
針對(duì)膜組件抖動(dòng)空氣的不合理設(shè)計(jì)，應(yīng)適當(dāng)增加膜區(qū)的空氣量。同時(shí)對(duì)膜底部的布豐設(shè)施進(jìn)行了改進(jìn)。實(shí)際工作中，首先將底座下的屏幕密封，避免大量空氣流失。其次，定期檢查保養(yǎng)，定期清理震動(dòng)氣孔。
2.4優(yōu)化工藝操作
控制溶氣氣浮池出水水質(zhì)，含油量控制在25mg/L以下，為了控制水中高分子量和有機(jī)物含量，將原溶氣氣浮中加入的聚丙烯酰胺改為氯化鋁。結(jié)合生化池污泥的實(shí)際情況，定期進(jìn)行排泥操作，去除污泥中未分解的油和其他有機(jī)物，進(jìn)一步控制膜的污染。取消在線清水反洗環(huán)節(jié)，避免因水質(zhì)問題造成膜內(nèi)部污染，注意風(fēng)機(jī)的維修保養(yǎng)，避免吹入系統(tǒng)的空氣因含油量高而造成油污染。重視現(xiàn)場(chǎng)操作人員的培訓(xùn)，必要時(shí)邀請(qǐng)專業(yè)人員組織培訓(xùn)并提出意見。確保現(xiàn)場(chǎng)管理人員和技術(shù)人員能夠高效掌握系統(tǒng)的操作要點(diǎn)。
3.結(jié)論
就MBR系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行而言，加強(qiáng)膜組件的定期維護(hù)和清洗具有重要意義。在實(shí)際工作中，應(yīng)用現(xiàn)有的技術(shù)條件可以減緩MBR膜通量的下降。對(duì)于膜本身來說，在被污染之前進(jìn)行控制和優(yōu)化是非常重要的。重視膜組件的更換和維護(hù)，延長膜本身的使用壽命，也是保證污水處理有序發(fā)展的重要前提。結(jié)合實(shí)踐，分析污水處理廠MBR膜通量下降的原因，致力于為今后污水處理的有序發(fā)展提供積極的參考。(來源:貴陽中電環(huán)境發(fā)電有限公司)
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