絮凝劑對(duì)膜污染控制與機(jī)理研究.pdf

1、膜-生物反應(yīng)器（MBR）應(yīng)用過(guò)程中產(chǎn)生的膜污染問(wèn)題一直是膜法水處理研究中的熱點(diǎn)。投加絮凝劑來(lái)改善MBR混合液性質(zhì)，減緩膜污染的發(fā)生，是解決上述問(wèn)題的有效途徑之一。但絮凝劑的種類(lèi)對(duì)改善膜污染的效果及其作用機(jī)理尚未明確。本研究從常用的三大類(lèi)絮凝劑中，各取具有代表性的三種常用絮凝劑：Al2(SO4)3·18H2O（AS）、聚丙烯酰胺（PAM）、聚合硫酸鐵（PFS）對(duì)此進(jìn)行研究。采用污泥比阻力值作為表征混合液過(guò)濾性能的指標(biāo)，初步確定了三種絮凝劑

2、的最佳劑量范圍。PFS：500mg/L左右； PAM：20mg/L左右； AS：400mg/L左右。
　　在此基礎(chǔ)上，將三種絮凝劑在各自最佳劑量范圍內(nèi)投加到MBR系統(tǒng)內(nèi)，分別考察了過(guò)濾期內(nèi)EPS、SMP、上清液膠體TOC、上清液TOC、RH以及膜污染速率的變化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，恒通量過(guò)濾期分為兩個(gè)階段：慢速發(fā)展期和TMP突變。過(guò)濾時(shí)，膜污染速率Γ45值的大小主要取決于慢速發(fā)展期的長(zhǎng)短。絮凝劑投加以后，與對(duì)照MBR系統(tǒng)相比膜污染速率明

3、顯放緩，不同絮凝劑對(duì)減緩膜污染速率大小不一，依次為：PFS>PAM>AS。根據(jù)各絮凝劑對(duì)Γ45值增加的大小，修正了三種絮凝劑的最佳劑量：PFS：600mg/L，PAM：20mg/L，AS：450mg/L。
　　絮凝劑-MBR系統(tǒng)與對(duì)照MBR相比，上清液DOC含量變化不大, SMP和上清液膠體TOC含量有所下降，而EPS和RH卻明顯升高。絮凝劑對(duì)液相中 SMP的去除主要是通過(guò)對(duì)減少液相中膠體 TOC實(shí)現(xiàn)的，不同絮凝劑對(duì)SMP和膠體T

4、OC的去除能力為：PFS>PAM>AS，而對(duì)EPS和RH的增加能力為：PFS>AS>PAM。
　　采用相關(guān)性分析和多元回歸等統(tǒng)計(jì)方法對(duì)投加不同絮凝劑的MBR系統(tǒng)中，過(guò)濾期內(nèi)EPS、SMP、上清液膠體TOC、RH和Γ45值等指標(biāo)的變化進(jìn)行分析。結(jié)果表明，Al2(SO4)3·18H2O、聚丙烯酰胺和聚合硫酸鐵對(duì)減緩膜污染速率的關(guān)鍵污染因子分別為 EPS、SMP和RH。Al2(SO4)3·18H2O主要是通過(guò)電和絮凝作用，將液相中與膜污

5、染相關(guān)的大分子轉(zhuǎn)移到絮體表面，同時(shí)刺激微生物產(chǎn)生更多 EPS，從而增加絮體表面疏水性的方式減緩膜污染，但絮凝劑能力有限。其對(duì)減緩膜污染的能力可以用EPS的增加量進(jìn)行表征；聚丙烯酰胺主要以架橋絮凝作用，將液相中與膜污染相關(guān)的大分子轉(zhuǎn)移到絮體表面，從而減緩膜污染。雖然, PAM對(duì)絮體疏水性增加能力不如硫酸鋁，但對(duì)液相中大分子的絮凝能力比硫酸鋁強(qiáng)，因此，對(duì)減緩膜污染速率的綜合能力表現(xiàn)為比硫酸鋁更強(qiáng)，而且這種能力可以用SMP減少量進(jìn)行表征；聚合