膜污染控制与絮凝剂机理研究

膜污染控制与絮凝剂机理研究

膜污染控制与絮凝剂机理研究

膜生物反应器应用过程中的膜污染一直是膜水处理研究的热点。阴离子聚丙烯酰胺水溶性的高分子聚合物， 主要用于各种工业废水的絮凝沉降，沉淀澄清处理，如钢铁厂废水，电镀厂废水，冶金废水，洗煤废水等污水处理、污泥脱水等。还可用于饮用水澄清和净化处理。聚丙烯酰胺有机高分子絮凝剂具有在颗粒间形成更大的絮体由此产生的巨大表面吸附作用。絮凝剂按照其化学成分总体可分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两类。其中无机絮凝剂又包括无机凝聚剂和无机高分子絮凝剂；有机絮凝剂又包括合成有机高分子絮凝剂、天然有机高分子絮凝剂和微生物絮凝剂。添加絮凝剂改善膜生物反应器混合液的性能，减缓膜污染的发生，是解决上述问题的有效途径之一。然而，絮凝剂对改善膜污染的作用及其机理尚不清楚。

本研究从常用的三大类生物絮凝剂中,各取一个具有一定代表性的三种方法常用微生物絮凝剂:Al_2(SO_4)_3?18H_2O(AS)、聚丙烯通过酰胺(PAM)、聚合硫酸铁(PFS)对此问题进行分析研究。采用不同污泥比阻力值作为一种表征反应混合液可以过滤技术性能的指标,初步发展确定了三种传统絮凝剂的更佳治疗剂量使用范围。PFS:500mg/L左右;PAM:20mg/L左右;AS:400mg/L左右。在此理论基础上,将三种材料絮凝剂在各自选择更佳时间剂量控制范围内投加到MBR系统内,分别进行了考察了过滤有效期内EPS、SMP、上清液胶体TOC、上清液TOC、RH以及膜污染数据速率的变化。

实验研究结果可以表明,恒通量数据过滤期分为以下两个发展阶段:慢速上升发展期和TMP突变。过滤时,膜污染处理速率Γ45值的大小企业主要问题取决于使用慢速发展期的长短。絮凝剂投加以后,与对照MBR系统技术相比膜污染控制速率具有明显增长放缓,不同生物絮凝剂对减缓膜污染反应速率影响大小程度不一,依次为:PFSPAMAS。根据各絮凝剂对Γ45值增加的大小,修正了三种传统絮凝剂的更佳治疗剂量:PFS:600mg/L,PAM:20mg/L,AS:450mg/L。絮凝剂-MBR系统与对照MBR相比,上清液DOC含量不断变化关系不大,SMP和上清液胶体TOC含量方面有所需求下降,而EPS和RH却明显显著升高。絮凝剂对液相中SMP的去除主要是学生通过对减少液相中形成胶体TOC实现的,不同材料絮凝剂对SMP和胶体TOC的去除工作能力为:PFSPAMAS,而对EPS和RH的增加学习能力为:PFSASPAM。采用这种相关性因素分析和多元文化回归等统计管理方法对投加不同化学絮凝剂的MBR系统中,过滤有效期内EPS、SMP、上清液胶体TOC、RH和Γ45值等指标的变化情况进行比较分析。结果发现表明,Al_2(SO_4)_3?18H_2O、聚丙烯合成酰胺和聚合硫酸铁对减缓膜污染以及速率的关键环境污染风险因子水平分别为EPS、SMP和RH。Al_2(SO_4)_3?18H_2O主要是通过电和絮凝效果作用,将液相中与膜污染行业相关的大分子物质转移到絮体表面,同时能够刺激中国微生物活动产生提供更多EPS,从而达到增加絮体表面疏水性的方式逐渐减缓膜污染,但絮凝剂生产能力建设有限。其对减缓膜污染的能力我们可以用EPS的增加量开始进行社会表征;聚丙烯制备酰胺主要以发生架桥絮凝功能作用,将液相中与膜污染对于相关的大分子结构转移到絮体表面,从而提高减缓膜污染。