MBR膜生物反應(yīng)器的污染及清洗

李雪

摘 要：當(dāng)MBR膜生物反應(yīng)器出水濁度變高、產(chǎn)水量不足、出水水質(zhì)達(dá)不到要求時(shí)，通常是由于污水的特性造成膜組件出現(xiàn)嚴(yán)重的積泥、結(jié)垢現(xiàn)象，造成膜污染。因此可以采取物理清洗及化學(xué)清洗的辦法恢復(fù)MBR的運(yùn)行效果。

關(guān)鍵詞：MBR;膜污染;清洗

膜生物反應(yīng)器（MBR）的發(fā)展已經(jīng)對(duì)污水處理帶來(lái)了巨大的影響，MBR作為一種更有效的廢水生物處理工藝，是生物處理技術(shù)的生物降解功能和膜分離技術(shù)的高效分離功能的統(tǒng)一體。

MBR膜的運(yùn)行隨著時(shí)間的變化，膜會(huì)被堵塞，膜通量會(huì)逐漸下降。由于MBR用于源水處理時(shí)，與膜相聯(lián)系的懸浮物質(zhì)、有機(jī)物等的成分、含量和特性都不盡相同，因此膜污染特征也多種多樣，所以膜污染是影響膜運(yùn)行周期的關(guān)鍵，有必要研究MBR在污水工藝中的膜污染及清洗。

1膜生物反應(yīng)器（MBR）

膜生物反應(yīng)器是基于傳統(tǒng)的活性污泥法（CAS）的生物處理與膜過(guò)濾相結(jié)合的一種技術(shù)。污水是在充滿活性污泥的曝氣反應(yīng)器中處理的，污泥中的活性酶在足夠的氧的條件下能將污水中的含氮化合物和含碳化合物轉(zhuǎn)化為危險(xiǎn)性更低的物質(zhì)。

1.1 ?污染物去除效率高，處理出水水質(zhì)良好。

1.2 ?MBR所需面積小。在MBR池中不需要用二沉池。

1.3 ?有利于增殖微生物的截留，提高系統(tǒng)的硝化效果和對(duì)難降解有機(jī)物的處理能力。

1.4 ?剩余污泥產(chǎn)生量低。

1.5 ?容易做到自動(dòng)控制，且控制管理簡(jiǎn)單。

2 膜污染

膜污染，是指水體中存在的各種微?；蚋叻肿佑袡C(jī)物等，與膜產(chǎn)生了物理化學(xué)相互作用或機(jī)械作用，并在膜表層和膜孔內(nèi)吸附、沉淀，進(jìn)而導(dǎo)致膜孔徑變小或封閉，使水通透膜的阻礙增大，導(dǎo)致膜通量降低的現(xiàn)象。

2.1 膜污染的來(lái)源

MBR膜污染程度與膜孔徑、表面粗糙度及膜表面荷電性、膜的親水性有關(guān)。膜污染有濾餅層、溶解性有機(jī)物質(zhì)、微生物污染和污水特性4個(gè)方面。

2.1.1 濾餅層

濾餅層一般是指在水流通過(guò)膜表層時(shí)被攔截下來(lái)的部分活性污泥和膠狀物，在過(guò)濾壓差和水流的共同影響下積聚于膜表層，所產(chǎn)生的污染物。[1]

濾餅層是一種可逆污染，可以通過(guò)水力清洗等定期清洗消除，快速恢復(fù)部分膜通量。

2.1.2 溶解性有機(jī)物質(zhì)

反應(yīng)器污水中自身的溶解性大分子有機(jī)物、微生物可溶性代謝產(chǎn)物都易通過(guò)濃差極化作用而在膜表面形成凝膠層或被膜內(nèi)的微孔表面所吸收或結(jié)晶，從而堵塞孔道，使膜通量下降。

2.1.3 微生物污染

微生物污染一般由微生物及其產(chǎn)生的粘泥引起，膜表面易吸附微生物代謝產(chǎn)物等高分子物質(zhì)。

2.1.4 污水特性

當(dāng)污染物是水溶性的大分子時(shí)，膜表面的形成凝膠層;當(dāng)污染物是難溶性物質(zhì)時(shí)，膜表面形成結(jié)垢層;膜表面的附著層可能是水溶性高分子的吸附層和懸浮物在膜表面上堆積起來(lái)的濾餅層。

3 膜清洗技術(shù)

對(duì)已污染的膜，必須進(jìn)行清洗的辦法才能保證恢復(fù)MBR的效果。常用膜比通量恢復(fù)率γ來(lái)表征： [2]

γ=K/K0×100%

式中，K———清洗后膜比通量，L/（m2h）

K0———清潔膜比通量，L/（ m2h）。

3.2 膜清洗方法

膜清洗有物理清洗、化學(xué)清洗等方法。

3.2.1 物理清洗

物理清洗指利用人工或機(jī)械采用清水清洗等不使用任何形式化學(xué)藥劑的清洗方法。

3.2.2 化學(xué)清洗

在MBR處理污水的實(shí)際過(guò)程中，由于膜極易被堵塞，僅靠物理清洗不能有效恢復(fù)膜通量，因此須使用化學(xué)清洗的方式。

化學(xué)清洗通常是根據(jù)膜的污染程度，用氧化劑、酸、堿等化學(xué)清洗劑對(duì)膜進(jìn)行浸泡和清洗。

4. ?下面以齊魯石化供排水廠煉油南區(qū)污水場(chǎng)的MBR為例：

4.1 ?設(shè)計(jì)參數(shù)：MBR池膜組件為三達(dá)膜科技有限公司供應(yīng)，采用平板超濾BIO-CELL膜元件.

4.2 ?膜污染現(xiàn)象及采取的措施

2021年6月發(fā)現(xiàn)MBR的出水量不足、出水水質(zhì)達(dá)不到要求。撤水后發(fā)現(xiàn)膜組件存在嚴(yán)重的積泥現(xiàn)象，初步分析原因是膜組件出現(xiàn)積泥形成濾餅層和鈣鎂離子造成的結(jié)垢。要解決上述問(wèn)題，需人工清除MBR膜組件的濾餅層，并強(qiáng)化清洗膜片。

4.2.1 ?膜組件積泥的原因分析

（1）MBR過(guò)低的曝氣量，長(zhǎng)時(shí)間不超過(guò)1400 m3/h。附著在膜表面的污泥無(wú)法通過(guò)曝氣抖動(dòng)脫落，長(zhǎng)期運(yùn)行，產(chǎn)生濾餅層。

（2） 超高的污泥濃度，是造成膜組件積泥的又一大因素。

MBR的污泥高于O池的污泥濃度，MBR污泥濃度達(dá)到10g/L以上。

4.22 ?采用的處理措施。

人工清理膜組件濾餅層及化學(xué)清洗膜污染：次氯酸鈉（濃度1000ppm）浸泡24h、曝氣24h+檸檬酸（濃度1%）浸泡24h、曝氣24h。

4.2.3 ?膜組件污染情況

膜組件積泥非常嚴(yán)重。膜片與膜片之間都是濾餅層，膜片已無(wú)法產(chǎn)水。對(duì)膜組件進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)膜片上附著一層鈣鎂離子造成的結(jié)垢的物質(zhì)。

4.2.4膜組件清泥方法：

（1）物理清洗。

將高壓水分成多股沖洗水，末端用PVC管連接。既能保證水壓，水量適中，易操作。

（2）膜化學(xué)清洗情況

洗A、B池一個(gè)池子藥劑的用量：注入液位3.2m，次氯酸鈉3.5噸，檸檬酸8噸。次氯酸鈉清洗濃度：1000ppm;清洗用水：新鮮水;浸泡時(shí)間： ?24h;曝氣時(shí)間：24h。

現(xiàn)場(chǎng)用次氯酸鈉清洗情況：

清洗前后的比較：

結(jié)論：

當(dāng)MBR膜污染結(jié)垢嚴(yán)重時(shí)，通常為污水特性造成出現(xiàn)濾餅層和無(wú)機(jī)物結(jié)垢，需進(jìn)行物理清洗和化學(xué)清洗才能解決膜污染問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙建偉，丁蘊(yùn)錚，蘇麗敏，等。膜生物反應(yīng)器及膜污染的研究進(jìn)展[J]。中國(guó)給水排水，2003，19（5）：31～34。

[2]迪莉拜爾？蘇力坦，莫 罹，黃 霞。PAC-MBR組合工藝中膜污染及清洗方法的研究[J]。給水排水，2003，29（5）：1～4。

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