針對(duì)PTFE-MBR膜污染問(wèn)題,可以采取以下解決措施:
一、優(yōu)化預(yù)處理
1. 格柵與沉砂處理:
- 在廢水進(jìn)入膜生物反應(yīng)器(MBR)系統(tǒng)之前,設(shè)置精細(xì)格柵,去除較大顆粒的雜物,如樹(shù)枝、塑料片等。例如,采用孔徑為 1 至 3 毫米的細(xì)格柵,可以有效攔截較大尺寸的固體物質(zhì),減少對(duì)后續(xù)處理設(shè)備的損壞。
- 安裝沉砂池,去除廢水中的砂粒和較重的顆粒物質(zhì)。通過(guò)合理設(shè)計(jì)沉砂池的流速和停留時(shí)間,使砂粒能夠沉淀下來(lái),避免進(jìn)入 MBR 系統(tǒng)對(duì)膜造成磨損。
2. 調(diào)節(jié) pH 值和去除油脂:
- 對(duì)于某些工業(yè)廢水,其 pH 值可能過(guò)高或過(guò)低,這會(huì)影響膜的性能和壽命。通過(guò)添加酸堿調(diào)節(jié)劑,將廢水的 pH 值調(diào)節(jié)到適宜的范圍(通常為 6 至 8),可以減少對(duì)膜的腐蝕。
- 設(shè)置除油裝置,如隔油池或氣浮設(shè)備,去除廢水中的油脂。油脂會(huì)在膜表面形成油膜,降低膜的通透性,因此去除油脂可以有效減輕膜污染。
二、優(yōu)化運(yùn)行參數(shù)
1. 控制污泥濃度:
- 保持合適的污泥濃度是減輕膜污染的重要措施之一。過(guò)高的污泥濃度會(huì)導(dǎo)致污泥在膜表面堆積,增加過(guò)濾阻力;而過(guò)低的污泥濃度則會(huì)影響生物處理效果。通過(guò)監(jiān)測(cè)污泥濃度,并適時(shí)進(jìn)行排泥操作,將污泥濃度控制在合理范圍內(nèi)(通常為 3000 至 8000mg/L)。
- 例如,采用在線污泥濃度監(jiān)測(cè)儀,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)污泥濃度的變化。當(dāng)污泥濃度超過(guò)設(shè)定上限時(shí),啟動(dòng)排泥泵進(jìn)行排泥,以維持系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
2. 調(diào)整曝氣強(qiáng)度和方式:
- 增加曝氣強(qiáng)度可以提高膜表面的沖刷效果,減少污泥在膜表面的沉積。但過(guò)高的曝氣強(qiáng)度會(huì)增加能耗,同時(shí)可能對(duì)微生物的生長(zhǎng)產(chǎn)生不利影響。通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定最佳的曝氣強(qiáng)度,一般在 20 至 40m3/(m2·h)之間。
- 采用間歇曝氣方式,即在一定時(shí)間內(nèi)停止曝氣,讓污泥沉淀一段時(shí)間,然后再進(jìn)行曝氣。這種方式可以減少污泥的懸浮狀態(tài),降低膜污染的風(fēng)險(xiǎn)。例如,曝氣 10 分鐘,停止曝氣 5 分鐘,如此循環(huán)。
3. 控制膜通量:
- 降低膜通量可以減少膜表面的污染物質(zhì)積累速度。根據(jù)廢水的性質(zhì)和處理要求,合理確定膜通量,一般在 10 至 30L/(m2·h)之間。對(duì)于高濃度、難處理的廢水,應(yīng)采用較低的膜通量。
- 通過(guò)調(diào)整抽吸泵的運(yùn)行頻率或采用變頻控制技術(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)膜通量的精確控制。在運(yùn)行過(guò)程中,根據(jù)膜污染的情況及時(shí)調(diào)整膜通量,以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
三、膜清洗策略
1. 物理清洗:
- 反沖洗:定期對(duì)膜進(jìn)行反沖洗,即通過(guò)反向水流沖洗膜表面,去除附著的污泥和雜質(zhì)。反沖洗的頻率可以根據(jù)膜污染的程度確定,一般為每天 1 至 3 次。反沖洗時(shí),水流方向與正常過(guò)濾方向相反,壓力一般為 0.1 至 0.2MPa。
- 氣洗:利用壓縮空氣對(duì)膜進(jìn)行氣洗,通過(guò)氣泡的攪動(dòng)作用去除膜表面的污泥。氣洗的頻率可以與反沖洗結(jié)合進(jìn)行,一般為每天 1 至 2 次。氣洗時(shí),空氣壓力一般為 0.05 至 0.1MPa。
2. 化學(xué)清洗:
- 當(dāng)物理清洗無(wú)法有效去除膜污染時(shí),需要進(jìn)行化學(xué)清洗。根據(jù)污染物質(zhì)的性質(zhì),選擇合適的化學(xué)清洗劑,如酸、堿、氧化劑等。
- 例如,對(duì)于有機(jī)物污染,可以使用氫氧化鈉溶液進(jìn)行清洗;對(duì)于無(wú)機(jī)物污染,可以使用鹽酸溶液進(jìn)行清洗。化學(xué)清洗的頻率一般為每月 1 至 2 次,具體取決于膜污染的速度和程度。
四、膜材料改進(jìn)和新型膜技術(shù)的應(yīng)用
1. 抗污染膜材料的研發(fā):
- 開(kāi)發(fā)具有更好抗污染性能的 PTFE 膜材料,如通過(guò)表面改性、添加親水性基團(tuán)等方法,提高膜的抗污染能力。例如,采用等離子體處理技術(shù)對(duì) PTFE 膜表面進(jìn)行改性,增加膜表面的親水性,使污染物不易附著在膜表面。
- 研究新型膜材料,如具有自清潔功能的膜材料或納米復(fù)合膜材料,這些材料可以在一定程度上減輕膜污染問(wèn)題。
2. 新型膜技術(shù)的應(yīng)用:
- 膜生物反應(yīng)器與其他處理技術(shù)的組合,如膜生物反應(yīng)器與高級(jí)氧化技術(shù)、吸附技術(shù)等相結(jié)合,可以提高對(duì)難降解污染物的去除效果,減少膜污染的發(fā)生。
- 采用動(dòng)態(tài)膜技術(shù),即在傳統(tǒng)的支撐材料上形成一層動(dòng)態(tài)的膜層,這種膜層具有較好的抗污染性能和自修復(fù)能力。動(dòng)態(tài)膜的形成可以通過(guò)在支撐材料上預(yù)涂一層活性污泥或添加特定的絮凝劑來(lái)實(shí)現(xiàn)。