MBR運行過程中影響因素、生化過程及污染清洗的控制

———MBR運行過程中影響因素、生化過程及污染清洗的控制MBR工藝處理城市污水和工業(yè)有機污水，由于其高效、節(jié)能、無相變、無二次污染、產(chǎn)出水水質(zhì)好、占地少、自動化程度高等特點，在污水處理與資源化工程中得到了廣泛的應(yīng)用，并顯示了寬闊的進展前景。

1、MBR影響因素的掌握

膜生物反應(yīng)器工藝中，膜分別的操作條件類似于傳統(tǒng)膜分別，主要掌握因素有進水水質(zhì)、膜面流速、溫度、操作壓力、pH值、MLSS等。

（1）溫度

膜生物反應(yīng)器系統(tǒng)宜在15℃～35℃下運行。通常，溫度上升，膜通量增大，這主要是由于溫度上升后降低了活性污泥混合液的粘度，從而降低了滲透阻力。

（2）操作壓力

在掌握活性污泥混合液特性基本不變的狀況下，膜通量隨著壓力的增加而增加；但當(dāng)壓力達到肯定值，即濃差極化使膜表面溶質(zhì)濃度達到極限濃度時，連續(xù)增大壓力幾乎不能提高膜通量，反而使膜污堵加劇。浸沒式MBR的跨膜壓差不宜超過0.05MPa。

（3）溶解氧

溶解氧是影響有機物去除效果的重要因素。特殊是在以除磷脫氮為目的的狀況下，溶解氧的濃度掌握顯得尤為重要。在不同的膜生物反應(yīng)器工藝類型中，混合液以各種形式在生物反應(yīng)池內(nèi)形成好氧、缺氧及厭氧段。反應(yīng)池各段DO的掌握范圍為：厭氧段在0.2mg/L以下，缺氧段在0.2mg/L～0.5mg/L之間，好氧段溶解氧濃度宜不小于2mg/L。

（4）膜面流速

膜面流速與壓力對膜通量的影響是相互關(guān)聯(lián)的。壓力較低時膜面流速對膜通量影響不大，壓力較高時膜面流速對膜通量影響很大。隨著膜面流速的增加，膜通量也增加，尤其是當(dāng)壓力比較高的時候。這是由于膜面流速的提高一方面可以增加水流的剪切力，削減污染物在膜表面的沉積；另一方面，流速增大可以提高對流傳質(zhì)系數(shù)，削減邊界層的厚度，減小濃差極化的影響。

另外，膜面流速對膜面沉積層的影響程度還與料液中污泥濃度有關(guān)，在污泥濃度較低時，膜滲透速率與膜面流速呈線性增加。但當(dāng)污泥濃度較高時，膜面流速增加到肯定的數(shù)值后，對沉積層的影響減弱，膜通量增加的速度減小。對于外置式MBR，運行條件盡可能掌握在低壓、高流速，膜面流速宜保持在3m/s～5m/s。這樣做不僅有利于保持較高的水通量，而且有利于膜的保養(yǎng)和維護，削減膜的清洗和更換。

（5）MLSS

浸沒式MBR好氧區(qū)（池）污泥濃度宜掌握在3000mg/L～20000mg/L。一般來說，在肯定的膜面流速下，當(dāng)料液中污泥濃度增加時，由于污泥濃度過高，污泥易在膜表面沉積形成厚的污泥層，導(dǎo)致過濾阻力增加，使膜通量下降。但是，料液中污泥濃度也不能太低，否則污染物質(zhì)降解速率低，同時活性污泥對溶解性有機物的吸附和降解力量減弱，使得混合液上清液中溶解性有機物濃度增加，易被膜表面吸附，導(dǎo)致過濾阻力增加，膜通量下降。因此，應(yīng)當(dāng)維持料液中適中的污泥濃度，過高或過低都會使水通量減小。

（6）pH值

膜生物反應(yīng)池進水pH值宜為6～9。

2、MBR生化過程掌握

進水水溫低于8℃時，活性污泥的活性受到肯定的影響，此時要適當(dāng)降低出水量，保證污水中有機物在反應(yīng)池內(nèi)得到充分的降解，從而確保出水水質(zhì)，減緩膜堵塞。

在氣溫發(fā)生突變的季節(jié)中尤其要留意觀看出水水質(zhì)，如出水水質(zhì)有突變時，要削減適當(dāng)出水量、增加曝氣時間。

正常運行時，應(yīng)極力避開對微生物新陳代謝有抑制作用的消毒液、消毒劑混入生物反應(yīng)池中。防止設(shè)備中微生物的正常生物機理受到破壞，導(dǎo)致出水惡化。

當(dāng)污水中含有大量的合成洗滌劑或其他起泡物質(zhì)時，膜生物反應(yīng)池會消失大量泡沫，此時可實行噴水的方法解決，但不要向反應(yīng)池內(nèi)加入含有油性物質(zhì)的消泡劑來去除泡沫。也不行使用硅膠系列消泡劑。硅膠系列消泡劑被吸附到膜表面，會加快膜間差壓的上升，使膜堵塞。此時，即使用藥液清洗也很難恢復(fù)壓差，需要更換膜。

MBR法工藝系統(tǒng)應(yīng)定期排放肯定量的剩余污泥。排泥量可依據(jù)污泥沉降比、混合液污泥濃度、活性污泥的有機負荷或污泥齡來確定。

3、MBR膜污染與清洗的掌握

膜污染是污水中的懸浮顆粒、膠體等在膜表面沉積，造成膜孔堵塞的現(xiàn)象。膜一旦與料液接觸，污染即開頭，由于溶質(zhì)與膜之間相互作用產(chǎn)生吸附，開頭轉(zhuǎn)變膜特性。對于微濾膜，這一影響不非常明顯，以溶質(zhì)粒子的聚集與堵孔為主；而對于超濾，如膜材料選擇不當(dāng)，影響相當(dāng)大，與初始純水通量相比，可降低20%～40%。尤其在低流速、高溶質(zhì)濃度狀況下，溶質(zhì)在膜表面達到或超過飽和溶解度時，便有凝膠層形成，導(dǎo)致膜的透過量不依靠于所加壓力，引起膜透過量的急劇降低，因此在此種狀態(tài)下運行的膜，使用后必需清洗，以恢復(fù)其性能。

掌握膜污染的措施有：

（1）對膜生物反應(yīng)池系統(tǒng)進水進行預(yù)處理，去除其中的粗大顆粒；

（2）選擇合適的操作壓力；

（3）縮短出水泵抽吸時間或延長停吸時間和增加曝氣量均有利于減緩膜污染。

對膜進行空氣清洗可以除去表面雜質(zhì)，孔中的雜質(zhì)可用水反洗將其排出。水反洗是用過濾水從反洗罐中泵到抽水管中，依據(jù)膜種類的不同，一般每10分鐘～24小時反洗一次。

當(dāng)水反洗無效果時，為了保持膜的良好性能，有必要使用化學(xué)清洗方法去除污染物。膜的化學(xué)清洗依據(jù)污染物的詳細狀況有所不同，使用的清洗藥劑也不一樣?；瘜W(xué)清洗時，選擇化學(xué)藥品的原則一是不能與膜及其他組件材質(zhì)發(fā)生任何化學(xué)反應(yīng)，二是不能由于使用化學(xué)藥品而引起二次污染。

MBR工藝處理城市污水和工業(yè)有機污水，由于其高效、節(jié)能、無相變、無二次污染、產(chǎn)出水水質(zhì)好、占地少、自動化程度高等特點，在污水處理與資源化工程中得到了廣泛的應(yīng)用，并顯示了寬闊的進展前景。

1、MBR影響因素的掌握

膜生物反應(yīng)器工藝中，膜分別的操作條件類似于傳統(tǒng)膜分別，主要掌握因素有進水水質(zhì)、膜面流速、溫度、操作壓力、pH值、MLSS等。

（1）溫度

膜生物反應(yīng)器系統(tǒng)宜在15℃～35℃下運行。通常，溫度上升，膜通量增大，這主要是由于溫度上升后降低了活性污泥混合液的粘度，從而降低了滲透阻力。

（2）操作壓力

在掌握活性污泥混合液特性基本不變的狀況下，膜通量隨著壓力的增加而增加；但當(dāng)壓力達到肯定值，即濃差極化使膜表面溶質(zhì)濃度達到極限濃度時，連續(xù)增大壓力幾乎不能提高膜通量，反而使膜污堵加劇。浸沒式MBR的跨膜壓差不宜超過0.05MPa。

（3）溶解氧

溶解氧是影響有機物去除效果的重要因素。特殊是在以除磷脫氮為目的的狀況下，溶解氧的濃度掌握顯得尤為重要。在不同的膜生物反應(yīng)器工藝類型中，混合液以各種形式在生物反應(yīng)池內(nèi)形成好氧、缺氧及厭氧段。反應(yīng)池各段DO的掌握范圍為：厭氧段在0.2mg/L以下，缺氧段在0.2mg/L～0.5mg/L之間，好氧段溶解氧濃度宜不小于2mg/L。

（4）膜面流速

膜面流速與壓力對膜通量的影響是相互關(guān)聯(lián)的。壓力較低時膜面流速對膜通量影響不大，壓力較高時膜面流速對膜通量影響很大。隨著膜面流速的增加，膜通量也增加，尤其是當(dāng)壓力比較高的時候。這是由于膜面流速的提高一方面可以增加水流的剪切力，削減污染物在膜表面的沉積；另一方面，流速增大可以提高對流傳質(zhì)系數(shù)，削減邊界層的厚度，減小濃差極化的影響。

另外，膜面流速對膜面沉積層的影響程度還與料液中污泥濃度有關(guān)，在污泥濃度較低時，膜滲透速率與膜面流速呈線性增加。但當(dāng)污泥濃度較高時，膜面流速增加到肯定的數(shù)值后，對沉積層的影響減弱，膜通量增加的速度減小。對于外置式MBR，運行條件盡可能掌握在低壓、高流速，膜面流速宜保持在3m/s～5m/s。這樣做不僅有利于保持較高的水通量，而且有利于膜的保養(yǎng)和維護，削減膜的清洗和更換。

（5）MLSS

浸沒式MBR好氧區(qū)（池）污泥濃度宜掌握在3000mg/L～20000mg/L。一般來說，在肯定的膜面流速下，當(dāng)料液中污泥濃度增加時，由于污泥濃度過高，污泥易在膜表面沉積形成厚的污泥層，導(dǎo)致過濾阻力增加，使膜通量下降。但是，料液中污泥濃度也不能太低，否則污染物質(zhì)降解速率低，同時活性污泥對溶解性有機物的吸附和降解力量減弱，使得混合液上清液中溶解性有機物濃度增加，易被膜表面吸附，導(dǎo)致過濾阻力增加，膜通量下降。因此，應(yīng)當(dāng)維持料液中適中的污泥濃度，過高或過低都會使水通量減小。

（6）pH值

膜生物反應(yīng)池進水pH值宜為6～9。

2、MBR生化過程掌握

進水水溫低于8℃時，活性污泥的活性受到肯定的影響，此時要適當(dāng)降低出水量，保證污水中有機物在反應(yīng)池內(nèi)得到充分的降解，從而確保出水水質(zhì)，減緩膜堵塞。

在氣溫發(fā)生突變的季節(jié)中尤其要留意觀看出水水質(zhì)，如出水水質(zhì)有突變時，要削減適當(dāng)出水量、增加曝氣時間。

正常運行時，應(yīng)極力避開對微生物新陳代謝有抑制作用的消毒液、消毒劑混入生物反應(yīng)池中。防止設(shè)備中微生物的正常生物機理受到破壞，導(dǎo)致出水惡化。

當(dāng)污水中含有大量的合成洗滌劑或其他起泡物質(zhì)時，膜生物反應(yīng)池會消失大量泡沫，此時可實行噴水的方法解決，但不要向反應(yīng)池內(nèi)加入含有油性物質(zhì)的消泡劑來去除泡沫。也不行使用硅膠系列消泡劑。硅膠系列消泡劑被吸附到膜表面，會加快膜間差壓的上升，使膜堵塞。此時，即使用藥液清洗也很難恢復(fù)壓差，需要更換膜。

MBR法工藝系統(tǒng)應(yīng)定期排放肯定量的剩余污泥。排泥量可依據(jù)污泥沉降比、混合液污泥濃度、活性污泥的有機負荷或污泥齡來確定。

3、MBR膜污染與清洗的掌握

膜污染是污水中的懸浮顆粒、膠體等在膜表面沉積，造成膜孔堵塞的現(xiàn)象。膜一旦與料液接觸，污染即開頭，由于溶質(zhì)與膜之間相互作用產(chǎn)生吸附，開頭轉(zhuǎn)變膜特性。對于微濾膜，這一影響不非常明顯，以溶質(zhì)粒子的聚集與堵孔為主；而對于超濾，如膜材料選擇不當(dāng)，影響相當(dāng)大，與初始純水通量相比，可降低20%～40%。尤其在低流速、高溶質(zhì)濃度狀況下，溶質(zhì)在膜表面達到或超過飽和溶解度時，便有凝膠層形成，導(dǎo)致膜的透過量不依靠于所加壓力，引起膜透過量的急劇降低，因此在此種狀態(tài)下運行的膜，使用后必需清洗，以恢復(fù)其性能。

掌握膜污染的措施有：

（1）對膜生物反應(yīng)池系統(tǒng)進水進行預(yù)處理，去除其中的粗大顆粒；

（2）選擇合適的操作壓力；

（3）縮短出水泵抽吸時間或延長停吸時間和增加曝氣量均有利于