不同清洗方式清洗MBR膜的效果對比

張穎瑜，何可人

（廣州市凈水有限公司京溪分公司，廣東 廣州 510515）

膜生物反應(yīng)器（Membrane Bio-Reactor,MBR）為膜分離技術(shù)與生物處理技術(shù)有機結(jié)合之新型態(tài)廢水處理系統(tǒng)，其應(yīng)用已經(jīng)越來越廣泛。而膜一旦投入運行，只要存在截留和分離，膜的污染在所難免。長期下去勢必降低膜的通量，損害膜絲，縮短膜的使用壽命。因而為了保證膜的正常運行，定期對膜組進行清洗是很有必要的，而選擇什么樣的清洗方式對膜進行清洗也成為了維護保養(yǎng)膜的一個關(guān)鍵。本文主要敘述的就是對比不同清洗方式清洗MBR膜的效果。

1 膜污染定義及分類

膜污染是指在膜過濾過程中,污水中的微粒、膠體粒子或者溶質(zhì)分子與膜發(fā)生物理化學相互作用,或因為濃差極化使某些溶質(zhì)在膜表面超過其溶解度及機械作用而引起的在膜表面或膜孔內(nèi)吸附、沉積,造成膜孔徑變小或堵塞,使膜產(chǎn)生透過流量與分離特性發(fā)生變化的現(xiàn)象[1-3]。

根據(jù)污染物的化學與生物性質(zhì),將膜污染分為無機污染、有機污染和微生物污染[4]。無機污染主要由結(jié)垢物質(zhì)引起；有機污染主要來源于溶解性有機物；微生物污染指的是微生物及其代謝產(chǎn)物引起的生物黏泥[5]。

在日常運行中，膜污染的程度難以用很直觀的方法觀察或指標衡量，而產(chǎn)水泵前壓力可作為間接反映膜污染程度的一個指標來判斷該膜組的受污染程度。一般而言，當泵前壓力＜-35kPa時，就需要對膜安排清洗保養(yǎng)了。

2 清洗方法選擇

常用的清洗方法有機械清洗、化學清洗、電清洗以及超聲波清洗等。電清洗和超聲波清洗效果最好，但運行費用太高。機械清洗效果不理想，一些與膜結(jié)合緊密的物質(zhì)去除不掉。相比之下，化學清洗最為經(jīng)濟有效[6]。

3 不同清洗方式的對比

在之前我們對膜組清洗保養(yǎng)的主要方式是對其進行單獨堿洗（NaClO），經(jīng)過一段時間的摸索研究之后，現(xiàn)在還會采用堿+酸（檸檬酸）組合的方式?，F(xiàn)在對比一下單獨堿洗、單獨酸洗以及堿+酸組合方式清洗的效果。

3.1 洗膜流程圖

圖1 洗膜流程圖Fig.1 Flow Chart of Washing the Membrane

3.2 單獨堿洗與酸+堿洗效果比較

在酸堿配合清洗前，一直使用以NaClO為主的堿洗選取8#、17#膜組在兩種不同洗法清洗后的負壓變化見圖2，圖3。

圖2 8#膜組洗膜效果Fig.2 Membrane Washing Effect of 8#Membrane Group

圖3 17#膜組洗膜效果Fig.3 Membrane Washing Effect of 17#Membrane Group

為方便分析研究，本文圖表中的負壓以絕對值的形式作表示。

對比兩圖中曲線斜率K值可看出:K酸+堿＜K堿。

同理，將20條膜組斜率K統(tǒng)計如下表1:

表1 膜組的洗膜效果Tab.1 Membrane Washing Effect of Membrane Group

由表1明顯看出K酸+堿＜K堿。即酸+堿洗后比單獨堿洗后的負壓升高速度要緩慢。

3.3 單獨酸洗與酸+堿洗效果比較

本實驗20#膜組作為實驗?zāi)そM，洗膜效果見圖4。

圖4 20#膜組洗膜效果Fig.4 Membrane Washing Effect of 20#Membrane Group

第1次為單獨酸洗，發(fā)現(xiàn)負壓在洗后第9 d已達-33 kPa，第2次為酸+堿清洗，洗后第36 d，負壓仍沒達到-30 kPa。由圖 4看出，K酸＞K酸+堿，即酸+堿洗后比單獨酸洗后負壓升高速度要緩慢，由此可以看出本次酸+堿組合清洗的方式的效果，均優(yōu)于單獨由酸或堿的清洗方式。

3.4 與浸泡時間的關(guān)系

洗膜的過程需要對膜組進行浸泡，表2、3是洗膜與浸泡的時間顯示: 根據(jù)表2按斜率的大小，將部分膜組分成兩組:綠色組（K 值較?。?8#、11#、12#、17#、20#－2；紅色組（K值較大）:5#、13#、18# 。

表2 膜組與浸泡的時間關(guān)系1Tab.2 Relationship 1 between Membrane Group and Immersion Time

由表3可以看出，按膜組浸泡時間長短降序排列發(fā)現(xiàn):綠色組的膜組浸泡時間較長這樣我們猜想浸泡時間適當長的膜組，它的K值較小，即它的負壓上升速度也較慢。但是使用酸或堿清洗時，膜組件若浸泡時間過長，會重新吸附被酸和堿溶液溶解的有機物，故仍需把握好清洗時間。

4 結(jié)論

（1）通過單獨堿洗，單獨酸洗和酸+堿洗3種清洗膜方式，得出酸+堿洗的方式明顯優(yōu)于單獨的酸和單獨堿清洗方式；

（2）從浸泡時間上來看，浸泡時間越長的膜組，運行效果越好。

表3 膜組與浸泡的時間關(guān)系2Tab.3 Relationship 2 between Membrane Group and Immersion Time

［1］顧國維,何義亮.膜生物反應(yīng)器在污水處理中的研究和應(yīng)用[M].北京:化學工業(yè)出版社,2002:13.

［2］陳學民,唐玉霖,伏小勇.中空纖維膜生物反應(yīng)器膜污染影響因素[J].凈水技術(shù),2011,30(1):41－46,74.

［3］馬聰,于水利,時文韻,等.低壓膜凈水過程中的膜污染控制[J].凈水技術(shù),2011,30(5):150－154.

［4］羅敏,王占生,侯立安.納濾膜污染的分析與機理研究[J].水處理技術(shù),1998,24(6):318－322.

［5］朱永雙,劉旭.MBR中膜污染的控制[J],環(huán)?？萍?2010,2.

［6］蔣波,王麗萍,華素蘭,等.M B R膜污染形成機理及控制[J].環(huán)境科學與管理,2006,2.