污泥停留时间对膜生物反应器中溶解性微生物产物和膜污染的影响

发布时间：2019-10-21 19:14

【摘要】：膜生物反应器(MBR)在水资源回用(零排放)、提标改造等方面表现出极为明显的优势,然而膜污染限制了MBR的推广应用。膜污染机制是当前MBR工艺技术的研究热点。本研究考察不同污泥停留时间(SRT)对MBR运行效果,以及对溶解性微生物产物(SMP)浓度和性质的影响,揭示不同SRT条件下膜污染机制。SRT越高污泥沉降性越好。MLSS浓度在低SRT(10、20d)时逐渐降低,中SRT(40d)时保持稳定,长SRT(90d)时缓慢升高。COD的去除效果随着SRT的升高而逐渐增强;中SRT时NH4+-N的去除效果最好,SRT过低和过长均不利于NH4+-N的去除。MBR上清液中SMP的平均浓度为SRT10dSRT20dSRT90dSRT40d,蛋白质为主要的代谢产物,占SMP的39.14%~50.38%,蛋白质与多糖类的比值为1.4~1.9。膜污染物成分分析表明,SRT越低,SMP越容易在膜组件中累积。同时,蛋白类对膜饼层形成的贡献较大,腐殖酸和多糖类更易造成不可逆污染,其中多糖类物质对膜不可逆污染形成的贡献最大。尽管如此,膜污染的程度与MBR中SMP浓度呈相反的变化趋势,SRT过低(10、20d)或过长(90d)会加速膜污染,归因于不可逆污染物质中相对较高的多糖、腐殖酸含量。此外,过低和过长SRT时,膜污染物中无机离子的含量变化与SMP污染趋势相一致,说明SMP与离子的相互作用加深了膜不可逆污染程度。在SRT=40d时,MBR系统性能稳定,无机组分、腐殖酸和多糖类有机物的含量相对较低,膜污染速率较慢,不可逆污染占比小,膜清洗效果更好。SEM-EDX、FTIR分析表明,微生物、颗粒、SMP(腐殖酸、蛋白质、多糖和芳香类)等,与硅酸盐、磷酸盐和氯化物等无机物在膜表面形成滤饼层;无机物和少量有机物在膜孔内部吸附沉降造成膜孔堵塞,这说明膜的污染机制为滤饼-标准堵塞。根据MBR运行在线监测跨膜压差,采用恒流堵塞模型研究后发现,SRT对膜污染类型的影响不大,滤饼堵塞、中间堵塞和标准堵塞是膜污染的主要机制,滤饼中间、中间标准堵塞模型能更准确的描述和预测MBR膜污染。
【图文】：

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图 1-1 反应器种无机污染产生过程示意图hematic illustration of the formation of inorganic fouli物中存在一些阴离子基团，例如：COO-、CO泥混合液中的金属离子发生反应。无机组分含

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图 1-2 MBR 系统中膜污染趋势图Fig. 1-2 Schematic illustration of membrane fouling in MBR一般来说，膜污染可划分为两类，可逆污染和不可逆污染。可逆污染是指可以物理清洗的方式去除的膜污染，而不可逆污染则指不能通过任何清洗手段去除
【学位授予单位】：华中农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：X703

【参考文献】