MBR膜污染性状研究

马亚斌

摘 要 本课题主要研究了将中空纤维膜片放置于特殊曝气方式的膜组器，应用于集成的缺氧/好氧-MBR一体化污水处理设备，常温下处理模拟生活污水，考察了MBR一体化污水处理设备对出水的浊度、膜丝使用前后电子显微镜照片，从宏观、微观不同角度分析膜污染的主要因素。结果表明：在试验过程中，设置膜丝通量为15±1L/（m2·h），对膜丝表面按设定条件进行在线化学清洗，膜丝外表面未出现断裂、龟裂现象，表明复合膜膜丝内支撑层与表皮膜材料具有良好的粘附性，膜组器具有良好的抗拉、抗压性能。

关键词 缺氧/好氧-MBR;生活污水;膜污染

膜生物反应器（MBR）是20世紀末发展起来的一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术，以膜组件取代二沉池有效实现了固液分离[1]，增加了曝气池中的氧含量及活性污泥的浓度、使得微生物有效降解有机污染物的速率提高，同时也降低了COD比负荷，并减少了系统剩余污泥的产生量。MBR设备利用膜的物理过滤截留作用，解决了传统活性污泥法中出水SS受环境季节影响的问题[2]。

本研究将缺氧/好氧和MBR串联起来形成新工艺，处理模拟生活污水，探究膜对浊度的去除效果，膜表面微观分析及运营中TMP的变化。

1实验部分

1.1 实验装置与运行参数

将帘式组件应用于A/O -MBR体系中，考察MBR体系中膜对颗粒物的去除及膜性能的变化。MBR主要运行参数见表1。

2结果与讨论

2.1 膜对浊度的去除效果

复合膜对出水水质浊度的去除，设备正常运行期间，出水最高浊度为0.27NTU，平均浊度为0.07NTU。说明中空纤维膜丝对生活污水中SS具有良好的去除效果。

2.2 复合膜使用前后膜表面形貌对比

图1为膜丝使用前后表面形貌对比，a污染前电镜图，污染前的膜外表面光滑平整，膜孔均一清晰可见。b为污染后膜外表面电镜图，显示膜丝表面积累大量污染物，膜丝孔径基本全被污染物覆盖，在干化处理后发现膜表面出现不规则的裂纹，由于膜丝在被污染后，其表面往往会覆盖一层致密的凝胶层，干燥后受到表面张力的作用，凝胶层出现龟裂，致使形成不规则的裂纹。

2.3 运行周期TMP变化

图2为系统处理生活污水时一个周期内TMP的曲线变化图。TMP可以直观有效的反应在运行周期内膜污染情况的变化。系统均是在恒定通量下正常运行，模拟生活污水运行的周期为12 d，TMP从最初的0 KPa增长到20 KPa，经核算，TMP的平均增长速率为1.67KPa/d。由图中显示，一个周期内TMP的增长分为三个阶段：第一阶段膜运行周期为1d，TMP的平均增长速率为2.1 KPa/d，膜污染迅速形成。初步分析系统在过滤初期，污泥混合液中污泥颗粒在膜表面大量集聚，初步导致膜孔堵塞，形成了膜的初始污染。膜运行周期的第2d到第9d，TMP的平均增长速率为0.4KPa/d，速率明显下降。在此过程中，膜丝表面上出现了污泥絮体沉积及胞外聚合物的大量沉积，逐步形成滤饼层[3]。膜运行10-12d，TMP的平均增长速率为6.4KPa/d，TMP发生跳跃式增长。膜污染物大量累积，在其表面形成致密的滤饼层，膜污染严重，系统运行周期结束[4]。

3结束语

在试验过程中，复合膜以15±1 L/（m2？h）的通量连续运行，对膜丝表面按设定条件进行化学清洗，膜丝表面未出现断裂、皲裂现象，表明复合膜膜丝内支撑层与表皮膜材料具有良好的粘附性，膜组器具有良好的抗拉、抗压性能。

参考文献

[1] 孟凡刚.膜生物反应器膜污染行为的识别与表征[D].大连：大连理工大学，2007.

[2] 迟军，王宝贞.一体化膜生物反应器除磷研究[J].水处理技术， 2003，29（1）：47-49.

[3] 韩永萍，肖燕.MBR膜污染的形成及其影响因素研究进展[J].膜科学与技术，2013，33（1）：102-108.

[4] 顾国维，何义亮. 膜生物反应器在污水处理中的研究与应用[M]. 北京，化学工业出版社，2002：73.