D0I:10.13374/1.issnl00103.2007.03.004 第29卷第3期 北京科技大学学报 Vol.29 No.3 2007年3月 Journal of University of Science and Technology Beijing Mar.2007 膜生物反应器处理洗车废水中操作压力及 环境因素对膜过滤性能的影响 林国梁何春茂刘飞白俊智 东北大学资源与土木工程学院，沈阳110004 摘要通过膜生物反应器(MBR)处理某车辆厂洗车废水的实验研究，结合理论计算，分析了操作压力及环境因素对膜过滤 性能的影响·研究结果表明，在低压区，膜本身阻力占主导地位，它与操作条件无关：在中压区，浓差极化阻力占主导地位，它 与其他操作条件关系密切：在高压区，凝胶层阻力占主导地位，操作压力增加对膜通量影响不大，在此阶段膜分离特性还与污 泥浓度、膜面流速等操作条件有关·所以，采用膜反应器处理洗车废水，在MBR中存在一个临界压力，当操作压力高于临界压 力时，膜通量随操作压力变化不大，而膜表面污染却明显加剧，因而设计膜生物反应器时，操作压力是一个重要的参数。此 外，还研究了温度、H值、水力停留时间等环境影响因素对膜过滤性能的影响· 关键词膜生物反应器：操作压力；膜通量：洗车废水；阻力 分类号X703 膜生物反应器MBR(membrane bioreactor)将分 响.此外，还研究了温度、H值、水力停留时间等环 离工程中的膜技术应用于好氧活性污泥处理系统， 境因素对膜过滤性能的影响 由膜组件取代传统生化处理技术中的二次沉淀泥水 1实验装置 分离技术，具有适应性强、降解效率高、水力停留时 间(HRT)和悬浮污泥停留时间(SRT)可分别控制、 膜生物反应器主要由自动控制设备、料液输送 装置紧凑、简洁等优点山，是近年来发展起来的一 设备、膜组件三部分组成.，实验装置如图1所示.人 项高效水处理技术，在膜生物反应器运行中，随着 工配制的实验用水放入调节池中，由进水泵打入过 膜过滤时间的增长，悬浮污泥及混合液中的一部分 滤筛筛网后进入膜生物反应器：出水由液位继电器 物质会吸附在膜表面或内壁，造成膜污染。通过对 和电磁阀控制、出水泵抽吸并经膜组件过滤后出水； 混合液性质及运行条件的适当控制，可以最大限制 膜生物反应实验时的曝气由鼓风机提供，曝气方式 地发挥膜的高效作用，同时减缓膜的污染速度，延长 为穿孔管鼓风曝气：为防止污泥流失，用液位继电器 膜运行周期.了解膜过滤过程在膜生物反应器运行 控制进水泵的启闭：整个系统由自动控制板控制. 过程中发生的规律，对于发挥膜的高效截留作用，减 2实验方法 缓膜的污染具有至关重要的意义， 由于MBR中混合液本身的特性会影响到膜表 实验采用某车辆厂的洗车废水作为实验水样 面的沉积，如MBR上清液中的COD(化学需氧量)、 由于洗车废水中含有阴离子洗涤剂及石油类物质， BOD(生化需氧量)溶解性微生物产物的积累、胞外 所以在进行水样的条件实验时，必须对采集到的水 聚合物分泌情况等都会对膜分离特性产生影响，因 样进行预处理，并调节COD值，预处理工艺流程如 而对MBR运行参数的选择还是非常重要的，MBR 图2所示，在对水样的测试中，为了保证膜各项条 运行参数主要包括操作压力、膜面流速、曝气量、抽 件因素的真实性，每次实验后都要对膜组件进行在 停时比等]，本文通过膜生物反应器处理洗车废水 线药洗和反冲洗，使膜通量恢复到90%以上，污泥 的可行性研究，找出了经济、合理、有效的运行条件， 取自沈阳北部污水处理厂二沉池回流的污泥，活性 较低，进入膜反应器前对污泥进行了驯化，整个驯 结合理论计算，主要分析了操作压力对膜分离的影 化过程持续2周.在驯化的第一周里，每天只加自 收稿日期：2006-09-17修回日期：2006-11-15 备污水（含C0D约600mgL,B0D约300mg· 基金项目：国家自然科学基金资助项目(N。.50074014), L),取上清液，第二周开始，每天加自备污水和洗 作者简介：林国梁(1956一)，男，副教授 车废水混合液，驯化结束后，污泥进入膜生物反应膜生物反应器处理洗车废水中操作压力及 环境因素对膜过滤性能的影响 林国梁 何春茂 刘 飞 白俊智 东北大学资源与土木工程学院‚沈阳110004 摘 要 通过膜生物反应器（MBR）处理某车辆厂洗车废水的实验研究‚结合理论计算‚分析了操作压力及环境因素对膜过滤 性能的影响．研究结果表明‚在低压区‚膜本身阻力占主导地位‚它与操作条件无关；在中压区‚浓差极化阻力占主导地位‚它 与其他操作条件关系密切；在高压区‚凝胶层阻力占主导地位‚操作压力增加对膜通量影响不大‚在此阶段膜分离特性还与污 泥浓度、膜面流速等操作条件有关．所以‚采用膜反应器处理洗车废水‚在 MBR 中存在一个临界压力‚当操作压力高于临界压 力时‚膜通量随操作压力变化不大‚而膜表面污染却明显加剧．因而设计膜生物反应器时‚操作压力是一个重要的参数．此 外‚还研究了温度、pH 值、水力停留时间等环境影响因素对膜过滤性能的影响． 关键词 膜生物反应器；操作压力；膜通量；洗车废水；阻力 分类号 X703 收稿日期：20060917 修回日期：20061115 基金项目：国家自然科学基金资助项目（No．50074014）． 作者简介：林国梁（1956—）‚男‚副教授 膜生物反应器 MBR（membrane bioreactor）将分 离工程中的膜技术应用于好氧活性污泥处理系统‚ 由膜组件取代传统生化处理技术中的二次沉淀泥水 分离技术‚具有适应性强、降解效率高、水力停留时 间（HRT）和悬浮污泥停留时间（SRT ）可分别控制、 装置紧凑、简洁等优点［1］‚是近年来发展起来的一 项高效水处理技术．在膜生物反应器运行中‚随着 膜过滤时间的增长‚悬浮污泥及混合液中的一部分 物质会吸附在膜表面或内壁‚造成膜污染．通过对 混合液性质及运行条件的适当控制‚可以最大限制 地发挥膜的高效作用‚同时减缓膜的污染速度‚延长 膜运行周期．了解膜过滤过程在膜生物反应器运行 过程中发生的规律‚对于发挥膜的高效截留作用‚减 缓膜的污染具有至关重要的意义． 由于 MBR 中混合液本身的特性会影响到膜表 面的沉积‚如 MBR 上清液中的 COD（化学需氧量）、 BOD（生化需氧量）溶解性微生物产物的积累、胞外 聚合物分泌情况等都会对膜分离特性产生影响‚因 而对 MBR 运行参数的选择还是非常重要的．MBR 运行参数主要包括操作压力、膜面流速、曝气量、抽 停时比等［2］．本文通过膜生物反应器处理洗车废水 的可行性研究‚找出了经济、合理、有效的运行条件‚ 结合理论计算‚主要分析了操作压力对膜分离的影 响．此外‚还研究了温度、pH 值、水力停留时间等环 境因素对膜过滤性能的影响． 1 实验装置 膜生物反应器主要由自动控制设备、料液输送 设备、膜组件三部分组成．实验装置如图1所示．人 工配制的实验用水放入调节池中‚由进水泵打入过 滤筛筛网后进入膜生物反应器；出水由液位继电器 和电磁阀控制、出水泵抽吸并经膜组件过滤后出水； 膜生物反应实验时的曝气由鼓风机提供‚曝气方式 为穿孔管鼓风曝气；为防止污泥流失‚用液位继电器 控制进水泵的启闭；整个系统由自动控制板控制． 2 实验方法 实验采用某车辆厂的洗车废水作为实验水样． 由于洗车废水中含有阴离子洗涤剂及石油类物质‚ 所以在进行水样的条件实验时‚必须对采集到的水 样进行预处理‚并调节 COD 值．预处理工艺流程如 图2所示．在对水样的测试中‚为了保证膜各项条 件因素的真实性‚每次实验后都要对膜组件进行在 线药洗和反冲洗‚使膜通量恢复到90％以上．污泥 取自沈阳北部污水处理厂二沉池回流的污泥‚活性 较低．进入膜反应器前对污泥进行了驯化‚整个驯 化过程持续2周．在驯化的第一周里‚每天只加自 备污水（含 COD 约600mg·L —1‚BOD 约300mg· L —1）‚取上清液．第二周开始‚每天加自备污水和洗 车废水混合液．驯化结束后‚污泥进入膜生物反应 第29卷 第3期 2007年 3月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol．29No．3 Mar．2007 DOI:10．13374／j．issn1001－053x．2007．03．004