污泥浓度及粒径分布对MBR膜污染的影响


 

早期研究主要围绕混合液悬浮固体浓度(MLSS)和粒径分布对MBR膜污染的影响展开.根Rosenberger等报道,MLSS存在一个临界值(15g/L),高于该值会对膜通量产生不利的影响;而浓度较低(<6g/L)时,提高MLSS可降低污染;当MLSS为8~12g/L时,浓度对膜污染影响不大.结合Itonaga等报道可发现,MLSS临界值与混合液黏度有一定相关性,也存在一个临界值范围(10~17g/L).低于该值时黏度随MLSS增长缓慢,而高于该值时粘度随MLSS呈指数增长.黏度对膜通量和混合液中气泡大小都会产生影响,黏度增大还能减弱膜池内中空纤维膜束的侧向移动.在膜污染研究中,黏度也经常作为混合液特性之一被考察.目前达成共识的是,污泥浓度本身并不直接影响膜通量的衰减,当MLSS浓度较高时会迅速形成滤饼层,对膜起到潜在的保护作用;而当浓度较低时,膜孔堵塞比较严重.Cabassud等在研究MBR 污泥絮体尺寸分布时发现存在5~20μm和240μm两个峰,混合液中存在大量胶体、细小颗粒物和游离细菌.而传统的活性污泥颗粒粒径为50~400μm 不等.李康等认为膜池内曝气造成的激烈湍流状态即阻碍了超大絮体的存在,又及时破坏小絮体的成长,使得污泥颗粒平均粒径变小,粒径分布均匀且跨度大.由于污泥颗粒尺寸总体上大于膜孔,产生膜孔堵塞的机率较小.另外,诱导剪切力扩散作用会在一定程度上阻碍絮体在膜表面上沉积.但小粒径的悬浮污泥固体不仅优先附着于膜表面,还可导致滤饼层致密化.Lim等试验结果就证明较小的污泥颗粒使得膜组件操作压力快速上升.此外,EPS含量与污泥絮体大小也有一定的相关性,大絮体破碎后会促进EPS形成.由于污泥浓度和粒径分布无法明确与具体污染物特性的相关性,因此仅仅采用MLSS和粒径分布难以表征MBR膜的污染特征.目前研究倾向将混合液中微生物代谢产生的一些高分子聚合物EPS确定为MBR膜污染的核心因素.