MLSS对MBR膜污染的影响

MLSS对MBR膜污染的影响:在膜生物反应器的应用中，混合液污泥浓度 (Mixed Liquor Suspended Solids，MLSS)作为一个重要的工艺参数，直接影响着它的生物处理效果。因为污泥浓度对于动态层厚度和黏度都有作用，所以一般认为污泥浓度对 MBR 的特性有很大影响。MLSS 不仅与进水水质浓度相关，而且与实验操作条件也有关系。MBR 中由于膜的高效截留作用，使得 MBR 工艺污泥浓度得以富集，从而大大提高生物反应器中的 MLSS，提高膜生物反应器容积负荷提高处理效果。但 MLSS 的提高意味着反应器采用了较长的 SRT，要求有更高的氧传递速率，因为对于每一种曝气设备，超出了它合理的氧传递范围，其充氧动力效率将明显降低同时 MLSS值的提高还会增大混合液黏滞度，造成膜过滤阻为增大，从而降低膜通量，进而影响出水水质;而溶解性代谢产物 (SMP)的积累也会影响出水水质，高浓度的悬浮固体表现出与纯水不同的特性，SS 增加了溶液主体的密度和黏度，会影响膜表面的流体体系，因此倾向于结垢。更重要的是，固体通过形成的滤饼和膜孔的堵塞直接导致结垢。MLSS是影响膜污染的主要因素，存在一临界 MLSS，根据膜过滤凝胶模型，当过滤达到稳态时，膜表面污泥浓度达到临界值而不再变化，即

式中，J为膜通量，m/(m2·d);X。为膜表面污泥浓度，mg/L;X为混合液污泥浓度，mg/L;h为传质系数，m3/ (m2·d)。超过此浓度，膜通量急剧下降，在临界 MLSS 以下的某个范围，通量的衰减几乎不发生。尽管较高的 MLSS能有效减小MBR 的体积，但过高的污泥浓度对于 MBR 正常运行是不利的。污泥浓度太低时，进水中的有机物分解不完全，致使生物反应器上清液中有许多未降解的溶解性有机物存在。这些有机物易引起膜面堵塞，导致膜过滤阻力很快上升。文乐元等认为大多数MBR的MLSS值在5~20g/L，研究表明，在一体式膜生物反应器中，MLSS质量浓度超过 40000mg/L时，膜通量就会急剧下降。所以在运行时根据具体水质、膜组件

及膜生物反应器处理能力探求合理的 MLSS 值。有些学者认为，污泥浓度本事并不影响料液的过滤性，而真正的影响因素是污泥的特性，如颗粒大小、表面电荷和所含微小颗粒。通过逐次稀释污泥来改变污泥浓度，然后再向反应器中投加不同量的污泥并排除等体积的上清液将污泥浓度浓缩至最初水平，并对每一污泥浓度进行膜过滤试验，结果表明膜通量并未发生变化，因而分析污泥特性参数对膜污染的影响更有意义。

关于污泥浓度对膜过滤过程的影响，许多研究者认为污泥浓度过高对膜分离会产生不利影响。研究表明临界污泥浓度是 30~40gMLSS/L，污泥浓度在0.8~1.5gMLSS/L时，膜通量随污泥浓度的升高急剧降低;污泥浓度在 1.5~5.0gMLSS/L 之间时，膜通量保持稳定，不随污泥浓度变化;当污泥浓度在 5.0~10.0gMLSS/L 时，膜通量又随污泥浓度的升高而降低。另外，污泥浓度的增大会使得污泥混合液黏度增加，进而影响反应器内气液两相流速。有报道说在污泥浓度超过18000mg/L 和40000 mg/L 时，污泥黏度会急剧上升，泥黏度会随污泥浓度的增加而呈指数增加。然而，有人却认为，较高的污泥浓度有利于减小膜污染。他们认为:在高污泥浓度时，在膜表面形成的滤饼层起到动态膜的作用，其可以有效吸附和降解沉积到膜表面的溶解性有机物和胶体颗粒，减少污染物与膜表面直接接触的机会，从而减缓膜污染速率。