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MBR膜污染機理

發(fā)布時間： 2021-01-29

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       MBR 通常在恒定通量下運行，由于污染物向膜表面遷移的速率由通量決定，因此在該條件下遷移速率維持恒定，污染速率隨通量呈粗略的指數(shù)方式增加，可持續(xù)運行要求MBR應控制在適度通量下，最好低于臨界通量。

       膜的污染可以粗略的概括為3個階段，即初始階段、緩慢階段、和TMP 躍升階段。

       階段I：初始階段
       在初始運行期，膜面與混合液中EPS/SMP*之間會發(fā)生強烈的相互作用。MBR中會出現(xiàn)膠體物質(zhì)吸附到新的或清洗過膜上，造成初始膜孔堵塞的問題，這種效應的強弱是由膜孔徑大小、分布和膜表面化學特性決定的。在此階段，盡管一些絮體會在膜表面翻轉(zhuǎn)或滑行，但生物凝聚體通常最終會脫離膜表面，僅留下較小的絮體或EPS。靠近膜表面的微生物因而會更易于附著到膜表面上，并對階段Ⅱ產(chǎn)生影響。
備注*：EPS/SMP 即胞外聚合物，其中直接來源于活性細胞壁的通常被稱為EPS，溶解在混合液中的通常被稱為SMP

       階段Ⅱ：緩慢污染
       即使反應器在臨界通量以下運行，生物絮體暫時附著在膜表面上也會給第二階段污染帶來影響。第一階段后，膜表面大部分被SMP覆蓋，促進了生物微粒和膠體物質(zhì)在膜面的附著。在第二階段，有機物可能也會進一步吸附和沉積在膜表面上。吸附可以在整個膜表面上發(fā)生，而不只發(fā)生在膜孔內(nèi)，因此生物絮體會開始形成濾餅，但濾餅形成初期不會直接影響通量。但隨著時間的推移，膜孔可能部分或全部堵塞。EPS的沉積速率進而會隨著通量的增大而增大，導致第二階段縮短。如果MBR中氣體和液流分布不均勻，膜污染將隨之出現(xiàn)不均勻現(xiàn)象。

       階段Ⅲ：TMP躍升
       按照滲濾理論，隨著過濾的持續(xù)進行，顆粒物不斷沉積到濾餅層內(nèi)，從而造成污染層孔隙率逐漸減小。在臨界條件下，濾餅層將會失去連通性和抵抗力，從而導致TMP較快的增加。按照不均一污染機理，對于膜污染較其他更嚴重的區(qū)域，膜的透水率要低得多。因此污染較輕的區(qū)域的滲透性得到增強，局部通量超過了臨界通量，在這種情況下污染速率迅速增加。

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