污水处理设备篇：中空纤维帘式与平板膜的比较-第2页-北极星环保网

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2结果与讨论

2.1膜系统最佳气水比

在浸没式MBR工艺中,曝气有两个作用：一是提供微生物代谢所需的氧气；二是产生错流，去除或减少膜表面的污泥层，减缓膜的污染速率。HongSP等观察到在较高曝气量下产生的剪切力会加快污染物脱离膜表面的速度，并指出有临界曝气量存在，当超过该曝气量，膜通量增加就不明显，而且太大的曝气量会提供过量的溶解氧，也不利于反硝化作用。对于浸没式MBR工艺，其能耗主要来自曝气，约占整个系统总能耗的80%~90%，因此确定系统的最佳曝气量是十分必要的。

试验中膜的初始通量均设定为25L˙m-2˙h-1，即膜组件A的初始通量为500L˙h-1，膜组件B的初始通量为700L˙h-1。采用不同的气水比（每透过1m3水所提供的曝气量）对膜组件运行，分别考察了两组膜的比膜通量（单位时间、单位操作压力下每平方米膜面积所透过的水量，L˙m-2˙h-1˙KPa-1）和运行时间的相互关系。

在一定曝气强度范围内，随着气水比的提高，比膜通量也随之提高，跨膜压差（TMP）的增加速率减缓，即膜污染发展速率随曝气强度增加而降低。但当曝气强度上升到一定程度时，比膜通量增加不再明显。分析原因可能是：当曝气强度较低时，错流流速产生的水力剪切作用不能有效防止大量污泥絮体在膜表面沉积，膜污染主要是以污泥层阻力为主；而当曝气强度过高时，污泥絮体被强大的剪切力所破碎，细小污泥颗粒和胶体类物质增多，这些物质更容易引起膜孔的吸附和堵塞，从而使膜污染加剧。因此当曝气到达一临界值后，再继续增加曝气量对MBR系统已没有实际意义，Jungmin等也报道了与本试验类似的研究结果。经测定，试验中A、B两组膜的最佳曝气量分别为12.0m3˙h-1和14.0m3˙h-1，即在此类废水处理中，膜系统的最佳气水比分别为24和20。

2.2临界膜通量

最初提出的临界流量假设（Field等，1995）仅仅断言，在低于临界流量的条件下运行的分离膜不会出现膜污染。虽然当初这一假设只是包含了水力学引起的膜污染因素，但是毋庸置疑，临界流量的假设仍然是膜生物反应器工艺长期运行的指针。实践也证明，绝大多数浸没式膜生物反应器工艺能在亚临界通量区长期稳定地运行。

本试验采用流量阶梯法分别对两组膜的临界膜通量进行了测定。在同等曝气强度（均为0.5m3˙m-2膜面积）条件下，经试验得出，膜A的临界膜通量为20L˙m-2˙h-1，膜B的临界膜通量为25L˙m-2˙h-1。试验结果也与以上得出的气水比试验结果具有较好的吻合性。

2.3出水水质

膜反应器好氧池内的泥水混合液经膜过滤后形成工艺的出水。通过对产水水质分析，结果表明该处理工艺具有较好的生化、物理去除效果。经与该化工厂用传统活性污泥法处理后的水质比较，本试验得到的产水水质要明显好于传统方法处理后的产水水质。

膜反应器内较高的污泥浓度使得生化处理效果十分理想，有机物的去除率明显提高，再加上精密的膜过滤，使得产水水质更加优化。本试验中，MBR系统对有机物（COD）的去除率均在90%以上，对氨氮（NH3-N）的去除率也基本维持在80%以上。而运用传统方法处理后的产水COD和NH3-N的去除率变化幅度较大，这可能由于传统方法处理时水的温度、pH、DO等条件的波动，引起水体污泥膨胀，造成沉淀效果不佳，大部分污泥流失，最终导致生化处理效果直线下降。本试验应用的MBR工艺克服了传统处理方法的以上不足之处，这也是该工艺得以应用推广的因素之一。通过对比试验还发现，采用不同孔径的MBR分离膜，对实际产水水质影响不大，这与膜运行中污泥在膜表面形成的沉积层也起了一定的分离作用有关。

2.4膜污染与膜清洗

膜污染是膜运行中一系列增加膜阻力因素的总称。MBR膜在运行一段时间以后，膜表面和膜孔内会不可避免地被污染物堵塞，导致膜通量逐渐下降，直至不再出水。膜污染缩短了膜的使用寿命，直接导致泵的抽吸水头和曝气量的增加，这也是造成MBR能耗增加的主要原因。

为了维持膜系统长期正常运行，当跨模压差（TMP）上升到一定程度时，必须对膜组件进行清洗。膜清洗的目标是清除膜表面的污染层，恢复或提高膜的水通量。本试验中当膜运行的跨膜压差超过60KPa时，装置停止运行，对膜组件进行清洗，清洗分为物理清洗和化学清洗。

物理清洗：物理清洗主要通过停止产水，对膜系统空曝气，使得沉积在膜表面的污染物在高错流速率的气、水剪切力作用下得以去除，从而使膜通量得到一定程度的恢复。试验结果表明，平板式膜组件通过空曝清洗后，通量恢复效果要比中空纤维帘式膜好。

化学清洗：由于实际水体中污染物主要以有机物为主，因此采用次氯酸钠溶液作为清洗液，pH为10~11左右。清洗方法：配置300~500mg˙L-1次氯酸钠溶液，调节pH，浸泡膜组件10h，重新启动运行，通量都恢复在90%以上。

原标题：中空纤维帘式与平板膜的比较

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