絮凝劑對膜污染控制與機理研究.pdf

1、膜-生物反應器（MBR）應用過程中產(chǎn)生的膜污染問題一直是膜法水處理研究中的熱點。投加絮凝劑來改善MBR混合液性質，減緩膜污染的發(fā)生，是解決上述問題的有效途徑之一。但絮凝劑的種類對改善膜污染的效果及其作用機理尚未明確。本研究從常用的三大類絮凝劑中，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）對此進行研究。采用污泥比阻力值作為表征混合液過濾性能的指標，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。
　　在此基礎上，將三種絮凝劑在各自最佳劑量范圍內投加到MBR系統(tǒng)內，分別考察了過濾期內EPS、SMP、上清液膠體TOC、上清液TOC、RH以及膜污染速率的變化。實驗結果表明，恒通量過濾期分為兩個階段：慢速發(fā)展期和TMP突變。過濾時，膜污染速率Γ45值的大小主要取決于慢速發(fā)展期的長短。絮凝劑投加以后，與對照MBR系統(tǒng)相比膜污染速率明

3、顯放緩，不同絮凝劑對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。絮凝劑對液相中 SMP的去除主要是通過對減少液相中膠體 TOC實現(xiàn)的，不同絮凝劑對SMP和膠體T

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

5、染相關的大分子轉移到絮體表面，同時刺激微生物產(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。其對減緩膜污染的能力可以用EPS的增加量進行表征；聚丙烯酰胺主要以架橋絮凝作用，將液相中與膜污染相關的大分子轉移到絮體表面，從而減緩膜污染。雖然, PAM對絮體疏水性增加能力不如硫酸鋁，但對液相中大分子的絮凝能力比硫酸鋁強，因此，對減緩膜污染速率的綜合能力表現(xiàn)為比硫酸鋁更強，而且這種能力可以用SMP減少量進行表征；聚合