氯化镧对MBR膜污染控制的影响研究.pdf

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1、第26卷第2期2017年3月上海海洋大学学报JOURNALOFSHANGHAl0CEANUNIVERSITYV01．26．No．2Mar一2017文章编号：1674_5566(2017)02旬251-07氯化镧对MBR膜污染控制的影响研究冀世锋，李迎，巢晨骅，高春梅(上海海洋大学海洋科学学院，上海2叭306)DOI：10．12024“s叫．20160101642摘要：投加添加剂是现阶段缓解MBR膜污染的主要手段之一。稀土金属的优良特性为缓解膜污染提供了可能。实验选取氯化镧为添加剂，以空白组作为对照，分别在

2、HRT为18h、12h和6h下对比两组MBR系统中活性污泥的过滤性能、压缩性能、EPS和sMP含量。结果表明：在HRT为6h时，加镧组污泥过滤总阻力为空白组的1／2，污泥比阻为空白组的1／10，污泥压缩系数比空白组提高34．7％，sMP和EPs浓度均较空白组低20％以上，P／c值是空白组的2倍以上。氯化镧通过改善混合液的过滤性能、压缩性能、降低污染物的含量及改变其相对疏水性缓解了膜污染。关键词：氯化镧；MBR；膜污染；总阻力；sMP；EPs中图分类号：x703．1文献标志码：A膜生物反应器是将膜分离技术和

3、生物反应器结合而成的一种水处理工艺，具有出水水质优、占地面积少、剩余污泥少、易于实现自动化等优点。但在实际运行过程中不可避免产生膜污染问题，因而限制其进一步推广和应用¨J。工程应用中常见的控制膜污染的途径主要有降低膜通量、优化反应器的水力特性、增加曝气量(利用空气冲刷作用)以及投加添加剂等旧引。其中，投加添加剂在一定程度上减缓膜污染速率的同时，也存在着难以避免的缺陷，如不利于排泥且容易打碎污泥絮体¨1J、易分解、影响微生物生长代谢、成本高昂以及二次污染等¨o。因此，寻找能够持续有效控制膜污染并且成本低廉的

4、新型添加剂变得尤为重要。目前已经有将稀土作为混凝剂应用于水处理的研究案例，并且取得了一定成果。延克军等。8o的研究发现由于稀土的电性中和作用和网捕卷扫作用使其可以产生混凝效果，除了具有形成絮体快、絮体紧凑密实、污泥含水率低、出水去浊率高等特点外，还具有强化污泥絮体、不易被活性污泥分解、不易从系统中流失、无二次污染等问题。因此，镧为调控MBR混合液的添加剂提供了一个潜在选择。本实验选取氯化镧作为添加剂，通过测定与分析停留时间为6h、12h和18h条件下的污泥混合液的膜阻力分布、污泥比阻、混合液中EPs和SM

5、P浓度的测定与分析，探究其对MBR运行过程中膜污染的影响以及作用机理，进而考究该新型添加剂在实际工程应用中膜污染控制的可行性和实用性。1材料与方法1．1实验用水实验用水取自上海某线业印染厂的实际生产用水，废水水质情况见表1。表1废水水质指标Tab．1Characteristicsofthewastewater参数‰ete“／鼢)／鼢)pH铹ADMI数值Value一600—1006～8450～5001．2实验装置1．2．1MBR小试装置MBR反应器设有两组平行运行，有效容积均为14L，材料为有机玻璃，南京某

6、公司提供的收稿日期：2016．01．18修回日期：2叭6—07—12基金项目：上海市教委高校第五期海洋环境工程重点学科项目(J50702)作者简介：冀世锋(1976一)，男，讲师，研究方向为水处理技术。E—mail：sqi@shouedu．cn通信作者：高春梅，E_mail：cmgao@shou．edu．cn上海海洋大学学报26卷PVDF平板膜浸没在反应器的污泥}昆合液中。反应器底部设有曝气头，反应器内接种城市某污水处理厂取来的好氧活性污泥，污泥浓度约为8∥L。两组装置同步配有进出水泵和自控系统，通过自控

7、系统调节水力停留时间以及出水蠕动泵的启停时问(本实验采用启8min，歇2瑚jn的循环)。具体运行参数见表2。装置示意图见图1。表2PVDF平板膜指标Tab．2CharacteristicsofPVDFnatsheetmembranes进水nfluen图lMBR装置示意图Fig．1Schemaoflab-scaleMBR其中一套装置加入氯化镧，投加浓度为60mg／L∽1(为实验i贝4得的最佳投加量，且未产生明显的微生物抑制作用)，另一套装置作为空白对照组。由于长期实验运行中经过测试并未发现氯化镧量流失，因此

8、后续实验过程中未补充投加氯化镧。实验进行了近200d，实验阶段依次从停留时间18h开始缩短水力停留时间至12h，直至6h运行，每个阶段都进行一系列的水质、膜污染参数等测试。1．2．2终端过滤装置使用终端过滤方法模拟实际运行以测定污泥的阻力和比阻，能够在一定程度上反映膜污染的情况。由于操作较为简便，这种方法目前被广泛用在了MBR膜污染的研究中¨⋯，反应器为有机玻璃杯式滤器，容积约为500mL，内设磁力搅拌桨可对膜进行水力清洗；外