|
|
電話：/6/7 |
|
傳真： |
|
郵箱： |
|
地址：遼寧省大連市高新園(yuan)區 |
|
黃(huang)浦路(lu)541號(hao)網絡產業大廈(sha)1909室 |
|
|
|
 行業資訊 |
|
|
|
| EPS對MBR膜的污(wu)堵的影響及減緩(huan)污(wu)堵的措施！ |
| 發表(biao)時(shi)間(jian)：2022-12-09 10:06:27 作(zuo)者：admin |
|
01 什么是EPS？
姓(xing)名(ming)：胞外聚合物，一(yi)種能讓(rang)細(xi)胞胞外顆粒(li)物結合在一(yi)起并使其粘附到底(di)物上的高分(fen)子物質。
英文(wen)名/外號：extracellular polymeric substances，你也可以(yi)叫(jiao)它EPS。
籍貫：EPS主要來自于細胞(bao)內分泌、細胞(bao)自溶(rong)或者從(cong)廢水中吸附等。
特(te)長：EPS的(de)主要作(zuo)用有，吸附無機(ji)離子的(de)作(zuo)用去(qu)除污染物(wu)；吸附外界的(de)有機(ji)物(wu)來聚集(ji)水環境中的(de)營養物(wu)；消化(hua)外界大分子物(wu)質以(yi)滿足營養需求(qiu)；形成保護(hu)層來阻礙有害的(de)外部環境。在有機(ji)負荷(he)比較(jiao)低的(de)情況(kuang)下，EPS能作(zuo)為碳源和能源，能聚集(ji)絮體(ti)和生(sheng)物(wu)膜的(de)細(xi)菌細(xi)胞(bao)
聯系方(fang)式：EPS的提(ti)取方(fang)法(fa)(fa)一般分為物理方(fang)法(fa)(fa)(離(li)心、超聲(sheng)波(bo)、熱(re)處(chu)理等)、化學(xue)方(fang)法(fa)(fa)(硫酸提(ti)取法(fa)(fa)、氫(qing)氧化鈉(na)提(ti)取法(fa)(fa)、EDTA 提(ti)取法(fa)(fa)、離(li)子(zi)交換樹(shu)(shu)脂法(fa)(fa)、戊二醛(quan)提(ti)取法(fa)(fa)等)和物理化學(xue)方(fang)法(fa)(fa)(甲醛(quan)——超聲(sheng)波(bo)法(fa)(fa)、甲醛(quan)離(li)心法(fa)(fa)和超聲(sheng)波(bo)——陽離(li)子(zi)樹(shu)(shu)脂法(fa)(fa)等)。
社(she)會(hui)關系：EPS的含(han)量隨有(you)機(ji)物濃度降(jiang)低(di)而逐漸下降(jiang)；污(wu)泥停(ting)留(liu)時間SRT延長會(hui)引起(qi)EPS含(han)量降(jiang)低(di)；污(wu)泥負荷(he)F/M降(jiang)低(di)、溶解氧DO質量濃度升高和pH值(zhi)偏堿(jian)時，有(you)利于EPS的合成(cheng)。
02 EPS對膜(mo)污染有啥影(ying)響？
其(qi)實，早在(zai)上個世紀90年代初期(qi)，就(jiu)已經有EPS對MBR過濾影響的(de)(de)報道，近年來更是(shi)受到廣(guang)泛關(guan)注。EPS一方(fang)(fang)面(mian)(mian)使得污染物(wu)容易在(zai)膜表面(mian)(mian)沉積(ji)并形成致密的(de)(de)濾餅層(ceng)，另(ling)一方(fang)(fang)面(mian)(mian)會惡化污泥混合液可濾性。EPS是(shi)膜通量(liang)下降的(de)(de)主(zhu)要原因。因此， 對EPS的(de)(de)研究有利于進一步揭示膜污染的(de)(de)機制。
1、EPS濃度對膜污染的(de)影響
MBR中(zhong)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)沉降性能主要(yao)由(you)反應器中(zhong)累積的(de)高(gao)濃(nong)度(du)(du)EPS影響，當EPS大于100mg/g時，污(wu)(wu)泥(ni)(ni)沉降性能開(kai)始惡(e)化(hua)。MBR中(zhong)污(wu)(wu)泥(ni)(ni)濃(nong)度(du)(du)很(hen)高(gao)時，黏度(du)(du)和溶(rong)解(jie)性物質就成為(wei)膜通(tong)量下降的(de)主要(yao)因素。EPS濃(nong)度(du)(du)增(zeng)(zeng)高(gao)使得溶(rong)解(jie)性物質增(zeng)(zeng)多，混合液黏度(du)(du)增(zeng)(zeng)大，從而不(bu)利于DO的(de)擴散(san)，使污(wu)(wu)泥(ni)(ni)系統充氧困難(nan)，影響菌膠團的(de)正常生理活動，并使TMP極大地提高(gao)。EPS的(de)質量濃(nong)度(du)(du)與膜污(wu)(wu)染呈(cheng)線性關系，即污(wu)(wu)泥(ni)(ni)中(zhong)的(de)EPS含量越(yue)(yue)高(gao)，污(wu)(wu)染阻力越(yue)(yue)大，膜污(wu)(wu)染也(ye)越(yue)(yue)嚴重。
2、EPS的(de)種類對膜污染的(de)影響
EPS可分(fen)為緊(jin)密粘附(fu)EPS(簡稱TB-EPS)和松(song)(song)散(san)附(fu)著EPS(簡稱LB-EPS)，EPS的種類(lei)不同對于膜(mo)污染(ran)的貢獻(xian)程度也不同。與(yu)緊(jin)密粘附(fu)EPS相(xiang)比(bi)，松(song)(song)散(san)附(fu)著EPS與(yu)膜(mo)污染(ran)阻力呈現強顯著相(xiang)關(guan)。松(song)(song)散(san)附(fu)著EPS是(shi)引起污泥混合(he)液中Zeta電位、污泥黏度μ和SVI變化的主(zhu)要(yao)原因，而這三者與(yu)膜(mo)污染(ran)阻力呈現良好(hao)的相(xiang)關(guan)性(xing)。
3、EPS的組分對膜污染的影響
EPS的(de)主要成分(fen)為多糖(tang)和蛋(dan)白質(zhi)，約占EPS總量(liang)的(de)70%——80%，而腐殖質(zhi)、核酸、糖(tang)醛酸、脂(zhi)類(lei)和氨基(ji)酸等(deng)含量(liang)較(jiao)低(di)(di)。EPS中蛋(dan)白質(zhi)和糖(tang)類(lei)的(de)比值對(dui)膜(mo)污(wu)(wu)染(ran)(ran)有很大(da)的(de)影(ying)(ying)響，二者比值下降會造(zao)成污(wu)(wu)泥絮(xu)(xu)體疏水(shui)性(xing)能下降、沉降性(xing)能變差(cha)，從(cong)而使絮(xu)(xu)體與(yu)水(shui)難(nan)以分(fen)離，最終加快膜(mo)污(wu)(wu)染(ran)(ran)速(su)率(lv)。蛋(dan)白質(zhi)類(lei)LB是影(ying)(ying)響MBR膜(mo)污(wu)(wu)染(ran)(ran)的(de)主要物(wu)質(zhi)，膜(mo)通量(liang)隨著蛋(dan)白質(zhi)比例的(de)減少而增(zeng)加。蛋(dan)白質(zhi)易在膜(mo)表面沉積(ji)和累積(ji)，填(tian)充膜(mo)免(mian)污(wu)(wu)染(ran)(ran)物(wu)間的(de)微小空隙，從(cong)而降低(di)(di)膜(mo)表面濾餅(bing)層的(de)滲透(tou)性(xing)能。
而濾膜(mo)(mo)(mo)污(wu)(wu)(wu)染過程分析表(biao)明，濾餅層的(de)形成是控(kong)制膜(mo)(mo)(mo)污(wu)(wu)(wu)染的(de)決(jue)定性階段，因此，蛋白質(zhi)對膜(mo)(mo)(mo)污(wu)(wu)(wu)染的(de)表(biao)征是了解膜(mo)(mo)(mo)污(wu)(wu)(wu)染機制、優化(hua)膜(mo)(mo)(mo)污(wu)(wu)(wu)染控(kong)制及清洗的(de)關鍵。
03 如何(he)減緩EPS對膜污(wu)染的影響(xiang)？
通(tong)過分(fen)析EPS的(de)定(ding)義功能以(yi)及對(dui)膜污(wu)染的(de)影(ying)(ying)響可知，EPS是MBR膜污(wu)染中(zhong)的(de)主(zhu)要污(wu)染物。而要想減(jian)緩EPS對(dui)膜污(wu)染的(de)影(ying)(ying)響，就必須優化操作條件(jian)、調控混合(he)液(ye)、定(ding)期清洗膜組件(jian)。
1、優化操(cao)作條件
優(you)化膜分離操作條件(jian)，將反(fan)應器控制在次臨界通量下運行，可以有效地防治膜污染。
膜(mo)過(guo)濾(lv)有兩種基本(ben)模式：錯(cuo)流(liu)過(guo)濾(lv)和終(zhong)端過(guo)濾(lv)。錯(cuo)流(liu)過(guo)濾(lv)雖是針(zhen)對(dui)終(zhong)端過(guo)濾(lv)易(yi)污染的(de)缺點而(er)提出的(de)，但能量(liang)消耗大；終(zhong)端過(guo)濾(lv)能量(liang)利(li)用率高，但易(yi)加快膜(mo)污染速率。
具體優化操作如下：
對于過(guo)濾活性(xing)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥而(er)言，采用(yong)錯流過(guo)濾可(ke)以(yi)降低(di)膜(mo)污(wu)(wu)(wu)(wu)染；控制合(he)理的曝(pu)氣強度(du)和抽吸時間(jian)(jian)可(ke)以(yi)有效地減(jian)少顆粒(li)物質在膜(mo)面的沉積，減(jian)緩(huan)膜(mo)污(wu)(wu)(wu)(wu)染。間(jian)(jian)歇運行、增加曝(pu)氣量等(deng)均可(ke)以(yi)減(jian)緩(huan)膜(mo)污(wu)(wu)(wu)(wu)染速率(lv)。以(yi)膜(mo)組件的堵塞特征及曝(pu)氣效率(lv)為依(yi)據調節(jie)SRT，可(ke)以(yi)控制膜(mo)污(wu)(wu)(wu)(wu)染。
2、采用化學方法調(diao)控混合液
待處理液(ye)(ye)污(wu)泥(ni)濃度越高，越容易在膜(mo)表面吸附沉(chen)積，導致(zhi)污(wu)染，故可以(yi)對其進(jin)行預處理。比如，通過添加(jia)化學(xue)試(shi)劑來(lai)改善(shan)混合(he)液(ye)(ye)性(xing)質(zhi)，從而(er)控制(zhi)膜(mo)污(wu)染。但要注意添加(jia)的物質(zhi)不可對微生物產生毒性(xing)作用(yong)，以(yi)免影響出水(shui)水(shui)質(zhi)及污(wu)泥(ni)回(hui)收利用(yong)。這些化學(xue)試(shi)劑主要分為絮凝劑和(he)吸附劑。
1)添加絮(xu)凝劑
絮凝劑可(ke)以(yi)絮凝游(you)離(li)的(de)EPS，改善泥水分離(li)性能，提高了(le)混合液的(de)可(ke)過(guo)濾性，常用的(de)絮凝劑主要(yao)有(you)氯化鐵和硫酸(suan)鋁。
添(tian)加絮凝劑后，EPS堵塞(sai)和吸(xi)附在膜(mo)(mo)(mo)孔(kong)內的(de)(de)概率變(bian)小(xiao)；活性污(wu)泥在膜(mo)(mo)(mo)表面(mian)的(de)(de)泥餅層比(bi)較疏松、孔(kong)隙率高(gao)、透(tou)水性好，從而有利于(yu)延緩TMP增長和維持膜(mo)(mo)(mo)通量。簡單點來說，絮凝劑可(ke)顯著降(jiang)低EPS濃度，同時改(gai)善濾(lv)膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)水力學(xue)性能。
2)添(tian)加吸(xi)附劑
吸附劑可以(yi)降低系統中的有機物(wu)含量。定量投加粉末活(huo)性(xing)炭(PAC)可以(yi)形成生(sheng)物(wu)活(huo)性(xing)碳(PAC)，這不僅使(shi)污染絮(xu)(xu)體的可壓縮(suo)性(xing)減少(shao)，而且使(shi)微生(sheng)物(wu)絮(xu)(xu)體中的EPS減少(shao)，改變膜表面的凝膠層結構，保持較高的膜通量。投加PAC后，主(zhu)要對絮(xu)(xu)體尺寸分(fen)布和污泥表觀黏度產生(sheng)影(ying)響，從而降低濾(lv)餅(bing)阻(zu)力(li)。
因此(ci)，只有在SRT較短且定期投加PAC時，其對膜污染的抑制(zhi)作用才會(hui)明顯。
3、定(ding)期清洗膜組件
一旦膜(mo)(mo)(mo)孔(kong)堵塞及凝膠層形成后，運(yun)行(xing)過程中的(de)(de)(de)水力作(zuo)用(yong)很(hen)難將其(qi)去(qu)除，必須(xu)進行(xing)膜(mo)(mo)(mo)清(qing)(qing)洗(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)。定期清(qing)(qing)洗(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)膜(mo)(mo)(mo)組(zu)件(jian)可以去(qu)除沉積(ji)在膜(mo)(mo)(mo)表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)EPS，提(ti)高膜(mo)(mo)(mo)通量。常用(yong)的(de)(de)(de)清(qing)(qing)洗(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)方(fang)法有(you)機械清(qing)(qing)洗(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)、化學清(qing)(qing)洗(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)、電清(qing)(qing)洗(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)以及超聲波清(qing)(qing)洗(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)等。其(qi)中，電清(qing)(qing)洗(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)和(he)超聲波清(qing)(qing)洗(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)效果最(zui)好，但運(yun)行(xing)費(fei)用(yong)太高。機械清(qing)(qing)洗(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)效果不理想，一些與(yu)膜(mo)(mo)(mo)結合緊密的(de)(de)(de)物質去(qu) 除不掉。相比之下，化學清(qing)(qing)洗(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)最(zui)為經濟有(you)效。一般最(zui)常用(yong)的(de)(de)(de)清(qing)(qing)洗(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)劑(ji)有(you)硝酸(suan)、檸檬(meng)酸(suan)、鹽(yan)酸(suan)，氫(qing)氧化鈉、氫(qing)氧化鉀、次氯酸(suan)鈉等。值得(de)一提(ti)的(de)(de)(de)是，對于不同(tong)的(de)(de)(de)膜(mo)(mo)(mo)組(zu)件(jian)，采用(yong)的(de)(de)(de)藥劑(ji)不同(tong)，但一定要注意不能(neng)殺死微生物。
|
|
|
|
