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膜-生物反應(yīng)器(MBR)是膜分離與生物反應(yīng)相結(jié)合的污水處理新工藝,，具有占地面積小,、 出水水質(zhì)好、污泥產(chǎn)量低等優(yōu)點(diǎn),，近年來已引起廣泛的關(guān)注,，并逐步應(yīng)用于城市污水和工業(yè)廢水的處理。用MBR處理產(chǎn)業(yè)區(qū)的高鹽廢水,，研究發(fā)現(xiàn)長期運(yùn)行中的MBR污泥的揮發(fā)性固體含量(VSS)/固體含量(SS)為0.4左右,，化學(xué)需氧量(COD)去除率為80%~95%，氨氮(NH+4-N)的去除率為95%,。膜污染一直是制約MBR工藝應(yīng)用的技術(shù)障礙,，普遍認(rèn)為溶解性微生物產(chǎn)物(SMP)和胞外聚合物(EPS)是膜面污染物主要有機(jī)成分；同時(shí),，膜面的無機(jī)污染也受到了廣泛的關(guān)注,。

項(xiàng)目名稱：高鹽廢水膜面污染物處理
技術(shù)名稱：MBR膜

項(xiàng)目要求

廢水預(yù)處理要求：
研究發(fā)現(xiàn)由Mg、 Al,、 Fe,、 Ca、 Si等元素組成的無機(jī)物質(zhì)沉積在膜表面和有機(jī)物結(jié)合形成的凝膠層是造成膜污染的重要原因,；發(fā)現(xiàn)無機(jī)化合物和生物聚合物之間的架橋作用會使膜污染層更加緊密從而加劇膜污染,。在研究長期運(yùn)行下的MBR反應(yīng)器膜表面污染物時(shí)發(fā)現(xiàn)，膜表面存在Na,、 Mg,、 Al、 Si,、 Cl,、 Ca、 Fe,、 Mn等元素,。

酸清洗可以去除大部分無機(jī)膜污染.

實(shí)驗(yàn)案例

本文以上海某生活污水廠二級生物處理出水混合NaCl、 少量NH4Cl和NaHCO3模擬低有機(jī)負(fù)荷(按總有機(jī)碳即TOC計(jì)算有機(jī)負(fù)荷)高鹽廢水,，選取該廠曝氣池的常規(guī)活性污泥作為接種污泥,，接種時(shí)污泥濃度為2.7 g ·-1。
試驗(yàn)所用MBR反應(yīng)器(如右圖)總?cè)莘e為27 L,，MBR放有1片平板膜,，膜下方安裝環(huán)形曝氣管,，曝氣量用氣體流量計(jì)控制，以膜區(qū)投影面積計(jì)算曝氣強(qiáng)度為0.8 m3 ·(m2 ·min)-1,，反應(yīng)器中放置溫控裝置,，污泥溫度維持25℃左右。

膜面污染物預(yù)處理及分析：

MBR第3個(gè)運(yùn)行周期結(jié)束后,，將平板膜從MBR中取出,，用刮刀將膜表面的污染物小心刮下并收集。膜污染物置于250 mL的蒸餾水中,，充分?jǐn)嚢?，待混合均勻后?.45 μm濾紙過濾. 1.4 SMP及EPS的提取方法。取60 mL的MBR污泥,，在6000 r ·min-1下離心30 min后,，取上清液過濾后即為SMP. 向離心管中加入與上清液等體積的0.9% NaCl溶液，攪拌均勻后60℃水浴1 h,，離心后取上清液過濾即為EPS,。

MBR的運(yùn)行特性：

在MBR啟動(dòng)初期，一方面活性污泥受到大量鹽度的刺激,，污泥SMP和EPS中糖類,、 蛋白質(zhì)等含量急劇增長，部分微生物死亡或自溶,；造成膜面有機(jī)污染物含量升高,，另一方面 MBR進(jìn)水有機(jī)物較少且含有大量鹽度，活性污泥中的異養(yǎng)菌受到抑制,；微生物對膜面有機(jī)污染物的降解能力不足,，因此，大量的未降解污染物需要通過膜的過濾截留作用去除,，從而加重膜污染,，縮短膜的運(yùn)行周期；當(dāng)MBR的活性污泥適應(yīng)高鹽環(huán)境時(shí),，污泥性質(zhì)穩(wěn)定,，由于進(jìn)水中有機(jī)物含量少，活性污泥中自養(yǎng)菌占據(jù)主導(dǎo)地位污泥中SMP和EPS中糖類,、 蛋白質(zhì)等物質(zhì)減少,，膜污染減輕，運(yùn)行周期延長,。

MBR污泥性質(zhì)分析：

SS在MBR運(yùn)行初期明顯下降,，由啟動(dòng)時(shí)的2.7 g ·L-1降至0.8 g ·L-1，運(yùn)行40 d后,，SS緩慢上升,，到121 d時(shí)已經(jīng)回升至1.6 g ·L-1,，VSS化趨勢與SS變化趨勢基本相同，分析其原因可能是由于MBR進(jìn)水含有較高鹽度,，活性污泥中部分微生物無法適應(yīng)高鹽環(huán)境而死亡,，導(dǎo)致SS和VSS的下降，隨著活性污泥的馴化,，其中的微生物適應(yīng)高鹽環(huán)境后開始增長,，污泥濃度緩慢上升。

膜污染物分析及解決辦法：

（1）MBR在低有機(jī)負(fù)荷條件下處理高鹽廢水時(shí),，SEM-EDX分析表明膜面無機(jī)污染物主要是Na、 Al,、 Mg,、 Ca、 K,、 Fe,、 Ti、 Cr,、 W,、 Si等陽離子形成的無機(jī)鹽類結(jié)晶; GFC分析表明SMP中大分子被截留并在膜表面累積是造成膜污染的重要原因之一;
（2）FTIR和EEM分析表明膜面有機(jī)污染物主要成分為糖類、 蛋白質(zhì),、 腐殖酸等,；在材質(zhì)上選擇較好的，放置方式不到不同,，以及壓力,，出水操作，控制活性污泥濃度等各個(gè)方面進(jìn)行控制與選擇,。

在處理進(jìn)水TDS為9 g ·L-1左右的高鹽廢水時(shí),，MBR在平均有機(jī)負(fù)荷僅為0.05 kg · (m3 ·d)-1的條件下，穩(wěn)定運(yùn)行121 d,，膜運(yùn)行周期最長為99 d,，對有機(jī)物和NH+4-N的去除率分別為70%和99%。因此對膜的保養(yǎng)及膜污染清洗非常有必要,。

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