MBR 、 MCR 处理微污染水的膜污染比较 郝爱玲 , 张光辉 , 张 颖 , 顾 平
(天津大学 环境科学与工程学院 , 天津 300072
摘 要 : 膜污染是影响膜反应器稳定运行的重要原因之一 , 为此考察了膜生物反应器 (MBR 和膜混凝反应器 (MCR处理微污染地表水时的运行状况 , 并对膜比通量的变化进行了比较 , 发现 MBR 的膜污染情况比 MC R 的严重 。 MCR 和 MBR 的膜组件经物理 、 化学清洗后膜比通量分别恢复 至新膜比通量的 99. 7%和 76. 9%, 物理清洗对此的贡献较大 。 经分析发现 , MCR 中无机污染占优 势 , 主要污染元素是 Fe; MB R 中微生物和有机物是膜污染的主要组成 , 而无机污染物则主要是铁盐 和磷酸盐 。
关键词 : 微污染原水 ; MBR; MCR; 膜比通量 ; 膜污染
中图分类号 :TU991. 2 文献标识码 :C 文章编号 :1000-4602(2004 07-0049-05 Comparison of Membrane Fouling Between Membrane Bio -reactor (MBR and Membrane Coagu lation Reactor (MCR for Micro -polluted Raw Water Treatment
HAO Ai ling, Z HANG Guang hui, ZHANG Ying, GU Ping
(School o f Environmental Science and Engineering , Tian jin University , Tian jin 300072, China
Abstract: Operation of MBR and MC R for micro -polluted surface wa ter treatment was investigated, and it was found by c omparing the variation of membrane specific flux (SF that membrane fouling of MBR is more serious than that of MCR. After physical and c he mical cleaning of membrane, the membrane specific flux for MC R and MBR is recovered respectively to 99. 7%and 76. 9%of pure water specific flux, and physical cleaning makes more contribution to it. Analysis shows that element iron is the dominant foulant in MCR. While in MBR the composition of foulants comes mainly from
microorganism and organic matters, and iron salts and phosphate are the main inorganic foulants.
Key words: micro -polluted ra w water; MBR; MCR; membrane specific flux; membrane flouling
基金项目 :天津市科委重点科技攻关计划项目 (013105211
基于微滤工艺研究开发的反应器有两种 :膜生 物反应器 (membrane bioreactor, MBR 和膜混凝 反应 器 (membrane coagulation reactor, MC R 。 MBR 是活性 污泥法和膜分离技术的结合 , 而 MCR 是混凝和膜分 离技术的结合。从技术角度来讲 , MC R 具有较高的
机动性 , 适用于野 战和应急给水 ; MB R 则能够有效 地去除氨氮 , 对有机物的去除率也较高 , 且无需投加 药剂 , 适用于固定场合且源水有机污染较严重、 氨氮 含量较高的情况。尽管 MBR 和 MCR 的适用范围不 同 , 但处理微污染地表水时均可获得良好的出水水
中国给水排水
2004Vol. 20 C HI NA W ATER &W ASTEW ATE R No. 7 质 , 具有代替常规工艺的潜力。
不过膜污染及伴随的膜通量衰减问题仍然是实 际运行经济性的限制因素。笔者在 MCR 运转 70d 、 MBR 运转 130d 的基础上 , 比较了它们的膜比通量 变化情况以及物理、 化学清洗方法对膜比通量的恢 复效果 , 并通过对洗脱液成分的分析考察了 MCR 和 MBR 的膜污染组成。 1 试验装置与方法
1 1 工艺流程及参数
MCR 和 MBR 的工艺流程如图 1所示。两种反 应器中都投加了粉末活性炭 (PAC , 在强化 对水中
污染物去除的同时延缓了膜污染。
图 1 MBR 和 MCR 工艺流程 Fi g. 1 Flow chart of MBR and MCR
MB R 和 MC R 均采用出水 8min 、 停 2min 的方 式间歇出水。中空纤维膜组件的材质为聚偏氟乙烯
(PVDF , 膜孔径为 0. 22 m 。两工艺的参数见表 1。 表 1 装置的工艺参数 T ab. 1Parameters of experimental setup 流量 (L/h HRT (min 膜面积 (m 2 泥龄 (d MBR 15012024 11530 MCR 500 52 15 1 30
1 2 原水水质及运行情况
MB R 共运行 130d(24h/d , 累计处理水量接近 400m 3
, 其原水属于地表水环境质量标准 (GB 3838 2002 规定的 、 类水 (CO D Mn =6~15m g/L 及劣 类水 (COD Mn >15mg/L ; MC R 共运行 70d(5~7h/d , 累计处理水量为 172. 2m 3, 根据原水水质和药剂 投量其运行分三个阶段 , 第一阶段的原水是明渠水 , 属于地面水环境质量 标准 (GB 3838 2002 规定的 类水 (COD Mn 4mg/L; 第二、 三阶段的原水是湖 水 , 属于 类 (COD Mn =10~15mg/L 及劣 类水。
原水水质及投药量见表 2。 1 3 分析项目及方法
Ca 、 Mg 、 Fe:原子吸收 分光光度法 ; UV 254、 UV 410:TU-1800紫外 /可见分光光度计 ; PO 3-4:离子色谱法。
表 2 原水水质及投药量 Tab. 2 Quality of raw water and dosage 反应器 水温 ( 浊度 (NTU COD Mn (mg/L p H 氨氮 (mg/L FeCl 3(mg/L PAC (mg/L MBR
9. 5~23. 03. 5~51. 69. 01~27. 267. 22~8. 632. 48~17. 79 10MCR 第一阶段
21. 0~29. 01. 9~3. 11. 80~3. 6810
20第二阶段 5. 2~17. 512. 5~36. 612. 82~26. 788. 00~9. 046. 76~9. 703040第三阶段
1. 9~5. 7 12. 6~18. 2 12. 71~16. 54 8. 02~8. 33 7. 05~8. 69 12080
注 : 第一阶段由于受现场试验条件的限制而没有监测 p H 值和氨氮值。 2 结果与分析 2 1 膜比通量的变化
MBR_MCR处理微污染水的膜污染比较.
