*|9Oa%I8Yt0摘要： 針對PAN/PS共混超濾膜組件與活性污泥法組合的污水回用處理工藝，分析瞭影響超濾膜過濾水通量和過濾阻力的主要因素，並建立瞭相應的經驗計算式，從而為該系統的工藝設計及科學化管理提供瞭參考依據。

9I.}A3r;P.\"I0關鍵詞： 超濾膜 過濾通量 膜污染 過濾阻力

　　中圖分類號： X703
VEXyo!~

t-0 v? QZ]~V(C5F

　　膜—生物反應器(簡稱UBIS)是以超濾膜過濾代替傳統活性污泥系統的二沉池，起到泥水分離和加強系統處理功能的作用。該系統在某些污水處理領域，特別是中水回用處理中的優越性已被大量的研究成果所證實，但系統在運行過程中，由於膜污染而引起的過濾阻力不斷增加，膜過濾通量嚴重衰減的問題，仍是影響該項技術推廣應用的關鍵所在。在UBIS中，作為曝氣池混合液中的污泥濃度(MLSS)和殘存的有機物濃度(COD)，不僅是影響曝氣池處理效果的重要因素，而且還是影響膜過濾性能的主要因素。*Gh.tbt xt$?x

1 試驗裝置與方法 zk#V9BdE

1.1 試驗裝置與流程9Uk6]-Oq*|%y1N

　　試驗裝置如圖1所示。

#d$SU.bc7k#E0

　　整個系統由生物反應器和膜組件兩部分組成：生物反應器為完全混合式曝氣池，微型氣泵鼓風充氧，反應器的有效容積為10 L；膜組件為外壓管式超濾膜組件，采用PAN/PS超濾膜，膜組件有效長度為1000mm，膜面積為0.0173m2，流道高度為0.2mm。9_L"[$\
Bn A

1.2 試驗水質

]5O,_B,@%G0　試驗用原水取自蘭州鐵道學院22#傢屬樓污水排放口,經簡單粗濾、沉淀後作為曝氣池進水,其水質見表1。D(Wh&~A F#V@.e |

表1　　原水水質f&a^`^D"f#v

參數

最大值

r/Cd1Ge^0最小值:R
NL_M:TR%ax
s

4`OE_5D?B7M6Dc's0COD（mg/L):P_0b\#Y}

l~&Du$QR0409vx!eq4?

223

SS Q'Y@&RC

151q2z5KE
n9j\

68

O\4Sb A,hKm&yF0pHF^g'D(uZ"G;sj0D

x0n%k4ud7[07.6

6.1

0~E)]-zO \w_UQ'W

"LPX(ZN8|*f0　　試驗共作瞭8組，結果見表2。

COD進水\W-Mvgp)`

(mg/L)C$]+mGKc

7D_l!K c0生物反應器MLSS

(g/L)

污泥負荷NsR|*?&LB(Z'M3G

[COD計，kg(kg.d)]

GNv1~xG
oT2k't0HRT

(h)!A.Q:`-k]g AWG?

&l*O5fa%z0CODBRbvh$W6WMls b

s*sxr C,zu^@3Gi\,P5e0（mg/L)

_8yuh7I QSZ`CT0過濾通量Jv

[ ]%pCVIV8h\0[L/(m2.h)]

e0y%v bT?1Y0m0COD出水[NB9O#RxoI(H6V

(mg/L)

;s)Y5GZ0?%aI(i\037

2$`7HuZx1iyPI

C,%j(C.m6n!D;D0291

Xq jW3m
S'c06.76q(u*cD
s/+e9O

SA `?o7z'D100.25

7z8G5YI+KaK#t qx7Z015.1

3bFS,wsJu

W_Dt Zd;l+Y0242V\\X([N/u

4.9

0.33
Cc,f;a6AG ^m

3.5

147B$9[h]p

397^]rlt

18.4To&G4B VO/n)YP?bS

4

q#ZD H5i!J0192SNQF+n!l(np

3.6)f U/G;h(e cw0O.a

0.39
t\ A,c0@^

3.2

.@-h#Nw gAgF0121

3| L6[#t4Q;V042Y#B/[ wK"usTRP,_D

17.8

!T-q*}*ph\G|050bg,wNOhNg

326{&Y_O%SJ$z0EN)H2o/k

~b{w^ `a8P H07.1

0.26~6FD"\xU~

4.2

Ps&^Usq0336`$V`jW b5LYl.J

42

_ Wo y C;x020.1

.Q0iv?V-c:O
r06

2566fnD%h4dj1G

K*x3kF(A9qO05.2UGRgg

|"Y,r"j[/N],s022.5

)GQHi p*E'S07

9

0.18 Z2^j(Idgpj-x

4.6

8g9B;]"zO(wm6n9i0203-G8Z;J)qq.t&t.f

,?"Bu8l,Ki'a:els(Z030/i'Kr1Fu8gsqG'`G

37.5%X1nf{*I,a
~0^

8

240X~C
um"M!n D6v

tUp
m(VC04.6

0.36wf*{-k/k'E] jvZ

f6\9J0LPu,H.WG03.4

140

40

19.8

平均值{~E;P"X8p

267.5

%hP:aT6Ax05.9 h!]:T @S0?`y1ii^

eow#I~|ny00.3

KgQXW03.8

153

)ABDqPN/z036.5lP~G,h2O%Jt

b#g l P-HB0213u!?RKD4@{

　　對表2中的數據，以Jv為橫坐標，分別以CODBR和MLSS值作為縱坐標，在雙對數坐標下作圖，經計算得到：H4Nv3eYXE2b(l

;VVHx3@0　　MLSS與Jv關系

　　lgJv=1.85252-0.38726lgMLSS　　　　　(1)a Jc0u{XF

qJ`bI0　　相關系數：r=-0.9702:A7BBfW'q(pt[

　　CODBR與JV關系(N;[D*n8B4G%I#[Rf(

WaX5gj9X1i0　　lgJv=3.06085-0.6886lgCODBR　　　　　(2)

.Z7KbeO%}\)o0　　相關系數：r=-0.914009vAA9Z&E|

　　由式(1)、(2)可得：\&n"b,B?2[*K8Lw'M

　　Jv=71.2MLSS-6.00　　　　　　　　　　(3)5Xn!W$K/vJ_'Bh

　　同理：A2=（CODBR/153）-0.69 （7）

yg!}6G"G*i0　　另外，由於膜組件操作條件及水溫一定的情況下，Jv與MLSS及CODBR有關，所以進一步假定：

　　Jv=M（A1A2） （8）

　　為瞭求取式（8）中的M值，將表2中有關數據2有關數據代入式（6）、（7）、（8），結果見表3。

表3 數據處理結果

kWC:os0q'C;s$a W0序號XeT~:P6xE-Znx3W7^G

A1

&S-QRR9no0A2R;CpO1Tk Sx

1guZcpk Z#W _;ad0A1A21T q|Cgr6L6B,U+D|

JvCT:L4f-Y

s7m;EMp q v;M&B0M

%E5l:P&r'i%X011w5A"a%H? T]*m2@A

0.981

2bfK4_EX00.978S`p~CS%hQ

9Ql*C3QE&s'Mi(n00.959

37

9Z D,WjbC:c~.~035.58

\s:j.xGj0Vl+v)oT-[S02'L!~om;~1v(H:kr3g

0.930

l(-@\]9__00.9614,o{?\

0.894W9wjh~i

&MAS-]_Ct`$e*x033

kVH(Se0j:OCB036.89dVD%fDcb-J)Z

S+WyUK03@)c(^u J#JNme

,r.~&mfAY01.075

1.028'Iz[V ?qD'G/D4Yu

:Js7I9YL01.105 S{I(H$MG"d-u%A

,|QZ W"{R9F039

35.28 ?*p]C

4 u4k~q7JcFR

1.212$X!D7])qs

1.176`R5HX"vkK

iH%d:tb/t01.426

42 IojW#O;^[T

29.46

?$ A#@$Ju(~c;b(f05AN$gfmi9E/P7DI
Qw,I^

0.952PEx0gOp:e
t

d'mv\\SP00.982

0.935

.uv@mP\+[2T4cBg)w|0 'Yw^"L5Mf[

38

WF5cw+Rd033.36!x+R S"?|Qw

'y1M Vi;G~0_)d078c!_'O8D4~E.Edj

0.848sR5e*s"@h]?
a

0.823/M6^pY3UQ7p5y'w

.L&j"ej R00.695

)V8x H6Y#e:#R(v4aTQ

1.102}X*?ae

(f\2w%g A @t+B)j010.63

Hw#E Yz lD;B01.171

10

　　lgM=1.55811-0.503625lg(A1A2)%oa5ghu+n(Evz.]:Gu

:i-CO h4p5_j j0　　相關系數：r=-0.9543

E)|6Eq,L0　　M=36.15（A1A2）-0.5 （9）YUv_#K

　　將式（9）代入式（8）得：

　　Jv=36.15(A1A2)0.5 （10）3SGf7X5B,O

tY}0YG-0　　將式（6）、(7)代入式（10）得：

　　Jv=289.83MLSS-0.195CODBR-0.345 (11))ij&c-v.My2B

,fJ,W9l K[0　　又由超濾基本方程式可知：#Ox9C#\IeD

　　Jv=△P/μwR總 （12）

X.^,`X0　　式中 Jv——膜滲透通量，m3(m2.s)

　　　　△P—膜兩側壓差，Pa

　　　　μw—濾液的粘度，Pa.sh?.yz8|

\z\&j m:QLf2IY0　　　　R總—膜過濾總阻力（包括膜本身阻力及污染層的阻力），L/m

　　聯立式（11）、（12），並將操作溫度T=25℃時的μ、w代入得：3M)z0q]y]

,k
@\xb0　　R總=1.396×107△P.MLSS0.195.CODBR0.345 （13）
zi,o g$Ib9w:L/G

　　式中 R總——膜過濾總阻力（包括膜本身阻力及污染層的阻力），L/m

　　　　 △P——膜兩側壓差，Pa

Y8e5a_2E)z0　　　　MLSS——生物反應器中污泥濃度，g/L

　　　　CODBR— 生物反應器中殘存有機物濃度，mg/L

　　 由式(13)，根據生物反應器中的MLSS、CODBR及膜組件的操作壓力，可以計算出UBIS系統的膜過濾阻力。

|&e0Axk(s03 結論

　　對於以PAN/PS共混超濾膜為組件的UBIS系統，在曝氣池混合液溫度一定的條件下，混合液中CODBR對膜過濾阻力和膜過濾通量的影響比MLSS大。所以，曝氣池采用高MLSS、低負荷的運轉方式將有利於增加膜過濾通量，提高系統的實用性。^(?Yy,sw,b8Z

C
[3w'`X;jg0參考文獻：

　　［1］ 高以煊，葉凌碧.膜分離技術基礎［M］.科學出版社.g5B9C'u3l;]0A
\