膜生物反應(yīng)器的膜分離的參數(shù)
在保證出水水質(zhì)的前提下，膜通量應(yīng)盡可能大，這樣可減少膜的使用面積，降低基建費(fèi)用與運(yùn)行費(fèi)用，因此控制膜污染，保持較高的膜通量，是MBR的研究的重要內(nèi)容。
1 膜的選擇
現(xiàn)有膜材料可分為有機(jī)膜和無(wú)機(jī)膜兩種。由于較高的投資成本限制了無(wú)機(jī)膜在我國(guó)的廣泛應(yīng)用，國(guó)內(nèi)MBR曾遍采用有機(jī)膜，常用的膜材料為聚乙烯、聚丙烯等。分離式MBR通常采用超濾膜組件，截留分子量一般在2—30萬(wàn)。截留分子量越大，初始膜通量越大，但長(zhǎng)期運(yùn)行膜通量未必越大。張洪宇進(jìn)行無(wú)機(jī)膜的通量衰減實(shí)驗(yàn)表明：0.2μm的膜比0.8μm的膜更適合于MBR。何義亮用PES平板膜組件進(jìn)行膜通量衰減規(guī)律研究發(fā)現(xiàn)：在該實(shí)驗(yàn)條件下，膜初始通量衰減主要是由于濃差極化引起，膜截留分子量愈小，通量衰減率愈大；膜長(zhǎng)期運(yùn)行的通量衰減主要是由于膜污染引起，膜截留分子量愈大，通量衰減幅度愈大，化學(xué)清洗恢復(fù)率愈低。
對(duì)于淹沒式MBR，既可用超濾膜，也可使用微濾膜。由于膜表面的凝膠層也起到了過濾作用，在處理生活污水時(shí)，微濾膜與超濾膜的出水水質(zhì)沒有明顯差別，因此淹沒式MBR多采用0.1—0.4μm微濾膜。
2 操作方式的優(yōu)化
當(dāng)膜選定后，真物化性質(zhì)也就確定了，因此，操作方式就成為影響膜污染的主要因素。為了減緩膜污染，反沖洗是維持分離式MBR穩(wěn)定運(yùn)行的重要操作，樊耀波通過數(shù)學(xué)推導(dǎo)，得出膜的最佳反沖洗周期測(cè)定公式 f（t)=(Qf—Qb)/(tb+tf），該方法避免通過試探性實(shí)驗(yàn)確定反沖洗周期的作法，為MBR系統(tǒng)自動(dòng)化控制的實(shí)現(xiàn)提供了一個(gè)重要途徑。針對(duì)抽吸淹沒式MBR，Ymamoto提出間歇式抽吸方式可有效減緩膜污染。桂萍通過研究進(jìn)一步指出：縮短抽吸時(shí)間或延長(zhǎng)停吸時(shí)間和增加曝氣量均有利于減緩膜污染，抽吸時(shí)間對(duì)膜阻力的上升影響最大，曝氣量其次。
不僅污泥濃度、混合液粘度等影響膜通量，混合液本身的過濾性能，如活性污泥性狀、生物相也影響膜通量的衰減。有研究表明：粉末活性炭（PAC）與絮凝劑的加入有助于改善泥水分離性能，形成體積更大、粘性更小的污泥絮體，減少了膜堵塞的機(jī)會(huì)。但絮凝劑的過量加人會(huì)造成污泥活性受到限制，影響反應(yīng)器的處理能力和處理效果。
3 水力學(xué)特性的改善
改善膜面附近料液的流體力學(xué)條件，如提高流體的進(jìn)水流速，減少濃差極化，使被截留的溶質(zhì)及時(shí)被帶走。黃霞、何義亮分別采用PAN平板式超濾膜、PAN/PS管式膜組件考察不同膜面循環(huán)流速下污泥濃度對(duì)膜通量的影響，發(fā)現(xiàn)MLSS對(duì)膜通量的影響程度與膜面循環(huán)流速有夫。大量試驗(yàn)表明：污泥過膜流態(tài)為層流遠(yuǎn)比紊流的易于堵塞，因此從理論上確定不同污泥濃度下紊流發(fā)生的最小膜面流速（Vmin）有重要意義。邢傳宏、彭躍蓮研究均發(fā)現(xiàn)：最小膜面流速與污泥濃度之間呈良好的線性夫系。但他們對(duì)臨界膜面流速的計(jì)算值可能偏高，因?yàn)槲勰嘌亓鞯懒鲃?dòng)的過程中，水同時(shí)透過膜流出，增加了流體在垂直方向的紊動(dòng)，從而在一定程度上降低了下臨界雷諾數(shù)（Rek）。何義亮的發(fā)現(xiàn)證實(shí)了這一推論：平板膜組件由紊流到層流的Rek為1083，外壓管式膜組件的Rek為966，均小于一般牛頓流體的下臨界雷諾數(shù)2000。
分離式MBR中，一般均采用錯(cuò)流過濾的方式；而一體式MBR實(shí)質(zhì)上是一種死端過濾方式。與死端過濾相比，錯(cuò)流過濾更有助于防止膜面沉積污染。因此設(shè)計(jì)合理的流道結(jié)構(gòu)，提高膜間液體上升流速，使較大的暖氣量起到了沖刷膜表面的錯(cuò)流過濾效果對(duì)于淹沒式MBR顯得尤為重要，劉銳通過均勻設(shè)計(jì)試驗(yàn)，得到適合活性污泥流體的膜間液體上升模型，提出反應(yīng)器結(jié)構(gòu)對(duì)液體上升流速的影響：在同樣的暖氣強(qiáng)度下，反應(yīng)器越高，上升流通道越窄，下降流通道與底部通道越寬，則越能獲得較大的膜間錯(cuò)流流速。該模型為一體式MBR反應(yīng)器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)，但有待實(shí)踐的驗(yàn)證。
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