膜出水通量大小的设定影响着膜表面浓差极化的程度。通常情况下,膜组件在一定的运行工况下存在着一个临界膜通量。所谓临界膜通量就是指确保MBR 工艺长期稳定运行不出现膜穿透压力急剧增加的膜出水通量。因而,控制膜出水通量在临界膜通量范围以内,可避免膜穿透压力急剧增加、浓差极化加重,降低凝胶层的析出。此外,膜组件在MBR 膜过滤过程中,进行适度曝气可以干扰滤饼层在膜面的沉积,破坏浓差极化,抑制凝胶层的析出,但是如果强度过高将会打破生物絮体,增加EPS 浓度,加速膜污染。张传义分别用3、6、8、10g/l 浓度的污泥溶液在不同曝气强度下进行实验,考察膜过滤阻力的构成情况,发现在低的曝气强度时,沉积层造成的阻力是主要构成因素且阻力随压力增加而降低。当曝气强度增加到一定程度后,由膜孔的吸附、堵塞和膜面凝胶层造成的阻力成为污染的主要构成因素且阻力表现出回升的趋势。因而,存在一个经济曝气强度,即可有效地防止滤饼层在膜面的沉积,又不会将生物絮体打碎,增加能耗。经济曝气强度可以通过膜过滤压差上升速率来确定,不同污泥浓度的膜过滤压差随曝气强度的变化而变化。对应的压差上升速率最低时的曝气强度即为最佳曝气强度。合理曝气,优化曝气强度可以减少膜孔的堵塞,抑制凝胶层的形成。对于错流MBR 而言,膜面错流和曝气一样可以起到干扰滤饼层沉积、破坏浓差极化的作用,但如果膜面流速控制不当,也会加重膜污染。 K.H.CHOO 发现高的膜面流速可以减少生物固体在膜面的积累,但却使微生物絮体被打破,形成细小颗粒物,增加了膜孔的堵塞。存在一个最佳流速范围,膜面流速控制在该范围内时,既能干扰滤饼层的沉积,又尽量不打破生物絮体。最佳流速的确定方法和经济曝气强度类似,即不同污泥浓度的膜过滤压差随膜面流速的变化而变化。对应的压差上升速率最低时的膜面流速即为最佳膜面流速。除合理曝气外,错流MBR 采用最佳膜面流速可有效控制膜污染。
优化分离操作条件控制膜污染
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