逆出水方向曝气反冲洗在动态膜生物反应器中的应用
逆出水方向曝气反冲洗在动态膜生物反应器中的应用
环境科学
摘要:采用逆出水方向曝气措施对以无纺布构建的动态膜生物反应器生活污水处理系统中的动态膜进行在线反冲洗. 当反冲洗曝气强度为516 m3P(m2·h) 、反冲洗时间为5 min 时,生物动态膜的恢复需要45 min ,生物动态膜恢复后出水浊度保持在5NTU 以下. 在该反冲洗条件下,反应器稳定运行2 个月,反冲洗周期可以稳定在15 h 左右. 扫描电镜观察表明,逆出水方向曝气反冲洗能够有效破坏附着在膜基材上的生物动态膜. 生物动态膜截留能力研究表明,新的生物动态膜形成后,反应器对相对分子质量3 ×104 以上的有机物的截留率大于50 %. 逆出水方向曝气是一种经济有效的动态膜反应器在线清洗方法.
关键词:在线反冲洗;逆出水方向;动态膜;膜生物反应器
动态膜生物反应器以廉价的微网材料制成的膜组件代替膜生物反应器中造价昂贵的超滤膜组件,利用微网材料上生物质层的截留作用实现膜过滤功能,从而获得与膜生物反应器近似的处理效果,由此可以大幅度降低膜组件造价和操作费用[1～4 ] .
Yoshiaki 等采用孔径为011mm 的尼龙筛网制作膜组件,研究表明生物动态膜形成之后具有良好的过滤性能[5 ,6 ] . 范彬等以011 mm 孔径的筛绢为动态膜基材构建动态膜生物反应器处理实际城市污水,利用底部曝气的方式进行反冲洗,研究了恢复期水头对反应器运行的影响[1 ,2 ,7 ] . 高松等研究了铁丝网对污泥的过滤性能,并采用底部大气量曝气进行反冲洗,反冲洗曝气强度为50 m3P(m2·h) [8 ,9 ] . 夏俊林构建了动态膜生物反应器中试系统处理生活污水并采用膜组件底部曝气的方式进行反冲洗,反冲洗周期保持在10 h 以上[10 ] .Al2Malack 等采用离线机械清洗可以恢复100 %的膜通量[11 ] .
底部曝气反冲洗操作所需的曝气强度大,能耗高,且不易有效破坏以无纺布为基材的生物动态膜;机械清洗和化学清洗通常需离线进行,且对动态膜的破坏彻底,恢复期较长. 本试验以无纺布为基材构建动态膜生物反应器处理生活污水,利用逆出水水流方向曝气的方式实现动态膜的在线反冲洗,并对其反冲洗特性进行了研究.
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