この技術が普及して以来,世界中に広く使用されています. 低容量,良質な排水水,高有機負荷率,低污泥生産,特に都市下水処理においてしかし,動作中に膜の汚れを効果的に制御する必要性があるため,横流量と気流を増やすような措置を講じることが必要である.MBR 動作中に大量のエネルギーを消費するこの問題に対処するために MBR 事業者は何をすべきでしょうか? 膜の汚れの原因を迅速に特定し,正確な攻撃を提供することでのみ,清掃の頻度を減らすことができます.膜 の 汚れ は どの よう に 生じ ます か?
厳密に言えば,膜の汚れは,粒子の吸収または堆積によって引き起こされる膜表面の覆いと孔穴の塞合の現象を指します.物質を処理する溶解物マクロ分子化学的または機械的相互作用を 膜と
膜の汚れ現象は,複数のメカニズムを含む非常に複雑です. そのうちの,濃度偏振は,表面のフィルターケーキ層の形成の主な理由です.主要な堆積粒子は,懸浮固体を含みます.有機および無機汚染とは,膜表面および毛孔に有機および無機物質の吸収によって生じる汚染を指します.生物汚染とは,膜の表面に微生物群が結合して成長して生じるバイオフィルムです溶解した塩の濃度が膜表面に溶解性を超えたとき発生し,膜の汚れの主な原因ではありません.膜浸透流量の減少を引き起こすすべての現象を概括するために一般的に使用されます.異なる清掃方法によると,膜汚染は以下に分けられる: 1. 濃度の偏振により短時間で流量の減少を引き起こす逆転性汚染,膜孔の汚染とゲル層の形成. 表面洗浄方法 (バックウォッシュ,エアレーション,クロスフローなど) によって迅速に除去できる汚染は,一般的に短期汚染を指します.物質粒子と膜材料の長期間の相互作用によって生じる不可逆の汚染は,物理清掃方法では除去できない.流体汚染を復元するために化学浄化によって復元できるが,一般的に長期汚染を指す. 3.長期 運用 の 間 に どの 清掃 方法 で も 除去 でき ない 汚染 は,不可逆 的 な 汚染 と 呼ば れ ます.
膜 汚れ に 影響 する 要因 は 何 です か
1、 膜生物反応器における膜汚染物質の源は活性スランプの混合物であり,スランプの混合物による膜の汚れは非常に複雑です.
1EPSとSMP
細胞外ポリマー物質 (EPS) と溶解性微生物産物 (SMP) は,ほぼ同じ組成の微生物代謝物である.膜の汚れに重要で複雑な影響を及ぼし,MBRプロセスの主要な汚染物質です過剰なEPS濃度は混合溶液の粘度を増加させ,溶けた酸素の拡散を促さない.泥の酸素供給を困難にし,細菌群の正常な生理学的活動に影響を与えるしかし,EPS含有量が低すぎると,MBRの動作に不利なフラックの分解を引き起こす可能性があります.適正なEPS値があり,フロッキュランス構造を安定させ,膜の汚れへの高い傾向を引き起こさない.1kDa未満と10KDa以上の分子重量を持つSMP分子の大部分は,小分子重量溶解有機物質である.膜を通過するときに簡単に膜の毛穴を塞ぐことができますSMP の特性と組成は,複数の動作パラメータの影響を受けています.一般的には溶けた酸素の増加と,有機物質の負荷の減少と,MBRの膜上のSMPの汚れ傾向が弱まります..
2混合溶液中の懸浮固体の濃度,MLSSMLSS濃度が混合溶液の粘度に直接影響する.MLSS の増加による混合溶液の過濾性能の低下の主な理由は粘度の増加である.横流量や気流の強度が膜表面に固定された固体を流すのに十分でない場合,すぐに汚れ層が形成されます.
3MLSSは混合物の粘度に影響を与え,MLSS濃度が臨界値を超えると,固体濃度の増加とともに粘度が指数関数的に増加します.薄光繊維のMBR混合溶液の粘度が泡の大きさや原子炉内の繊維膜の柔軟性に影響します.粘度が上がると溶けた酸素 (DO) の伝送効率が低下します溶けた酸素濃度が低い場合 膜が汚れる傾向が悪化します
4多くの研究により,水素性溶解有機物質が泥の中に溶け込み,膜の汚れに悪影響を及ぼすことが示されています.ある研究によると,水害性の高い浮液性泥も膜の汚れを引き起こす可能性があります.粘土の水恐怖性と表面電荷は,細胞外ポリマーの組成と特性,および線状細菌の成長指数に関連しています.繊維菌が過剰に増殖すると 大量の細菌が生じるフロッキュランス泥の不規則な形状の減少,水害性の向上,および重度の膜汚れにつながる.
5粘土粒子の大きさに起因する膜流量の減少は主に2umの粒子が原因である.一般的に言えば,粒子の大きさが小さいほど,粒子が膜表面に堆積する方が簡単です密度の高い堆積物層とより低い透透性をもたらします.したがって,粒子の大きさが小さい場合,膜の汚れが悪化します.
6粘土堆積指数 (SVI) は膜の汚れに直接影響しないが,混合溶液中の有機物の堆積特性を反映することができる.現在,堆積できない有機物コロイドや溶けた有機物質は,膜の主要な汚染物質とみなされています.
2、 MBR プロセスの動作条件
操作条件は直接的または間接的に膜の汚れや泥の性質と組成に影響を与える.
7泥の保持時間 (SRT) の実際の結果は,SRTを増加させるとSMPとEPSの生産が減少し,膜の汚れ率も相応に低下することが示されています.SRT が長すぎると,泥の濃度が高くなる一般都市排水処理における膜バイオリアクターのSRTは5-20日である.
8液体留置時間 (HRT) は膜の汚れに直接的な影響がないが,短いHRTは微生物により多くの栄養素を供給する.急速な成長につながり MLSS の濃度と流れを増加させる膜が汚れる可能性が高まる.
9異なる季節の温度とpHを比較すると,低気温期間に逆転性汚染がより深刻であることが分かり,高温期間により急速に発生するMBR の pH 範囲 は 一般 に 6 - 9 です.この範囲 を 超え たら,原子炉 の 窒素化 細菌 の 数 は 急速に 減少 し,窒素化 の 抑制 に 繋がる.pH 値が 臨界値より高い場合温度が上昇すると,許容される最大pH値は低下します.
10溶けた酸素 (DO) の低濃度は,細胞の水害性を低下させ,泥のフラックの分解を引き起こします.DOが1mg/l以下になると,SMP含有量は急激に増加します.溶けた酸素は,EPS と SMP 構成要素の組成にも影響する高溶解酸素MBRシステムでは,タンパク質とポリサカリドの比率も増加し,微生物群の組成は非常に異なります.
11膜流量の増加は,膜の汚れを悪化させる可能性があります. 流量の選択をバランスにして,膜面積を最小限に抑え,逆洗浄,化学清掃の時間間隔は 運営コストに直接影響します.
12クロスフローレートと空気化 分裂膜バイオリアクターでは,クロスフローレート (CFV) は,膜の透気性を迅速に変える方法の一つです.高濃度で小孔の大きさの膜を持つシステムではしかし,混合液中の比較的大きな粒子の場合,CfVの増加は,膜表面に汚染物質の堆積を軽減することができます.CFV の増強は,フルースの増加に何の影響も与えず,逆の効果さえも与えません.浸水したMBRプロセスでは,空気化が非常に重要な役割を果たします: a、 溶けた酸素を空気化によって供給し,泥の中の微生物の正常な成長と代謝を促進します.刺激的な役割を果たす混ぜた溶液に徹底的に混ぜます. c、 毛穴の繊維膜モジュールの繊維を緩め,膜表面に切断力を発生します.膜表面に汚染物質の堆積を減少させ,一定程度に膜の汚れを防止する3、膜の特性と膜構成要素の構造
13膜の孔の大きさは小さいため,溶液中の汚染物質を簡単に遮断し,膜表面に堆積層を形成し,膜抵抗を増加させる.この種の汚染は,一般的に逆転可能な汚染に属し,クロスフローなどの物理的方法によって除去することができます.内部汚染は比較的小さい.大きな開口膜は,過濾の初期段階では,深刻な孔穴塞がみられる.表面の動的膜が形成されるにつれてしかし,汚染物質は,膜毛穴の表面と内側に沈着し,詰まりやすい.逆戻りのない汚染を引き起こし長期間の使用期間において膜性能の低下と寿命の短縮の原因となる主な要因になります.ポリビニリデンフッ化物 (PVDF) の膜の汚れ傾向は,同じ動作条件下でポリ硫素膜 (PS) とセルロース膜の劣化傾向よりも著しく低かった.アナエロビックMBRにおける異なる膜材料の汚れ状態を対象とする.活性泥の有機成分に膜材料に似たポリマーがある場合15 膜表面の粗さの増加により,膜表面に汚染物質が吸収される可能性が増加する.,しかし同時に膜表面の柔軟性を高め 膜表面に汚染物質が堆積するのを妨げます毛膜流量に対する荒さの効果は,2つの要因の組み合わせによる結果である.16. 水素固体および水素固体膜材料の水恐怖性は,膜の汚れにも重要な影響を及ぼします.水害性超濾過膜と水素性超濾過膜を比較する膜表面に溶ける物質を吸収し,汚れやすいことがわかりました.現在では,膜の水害性を変える主な方法は膜材料を変更することです毛孔の大きさや膜表面の粗さ,および不機質物質を追加して膜表面に動的プレコーティングを形成するなど.
MBR膜の汚れを制御するには?
1現在では MBR process design generally adopts constant flux operation to control membrane fouling through other operational methods while meeting the requirements of sewage treatment capacity as much as possible臨界流の概念は1995年に最初に提案されました.その定義は,この流以下では,過濾時間の延長により transmembrane 圧力が増加しないということです.そして,トランス膜圧とフルックスとの間に良い線形関係があります臨界流量の選択は,動作において重要な役割を果たします. 臨界流量が超えられれば,汚れが起こります.フィルタリング時間が長くなるにつれて transmembrane pressure difference (TMP) が増加します臨界流量以下で動作する膜部品は,膜の汚れを大幅に遅らせることができます.
2換気速度と強度
一般的に言えば,気流の強度を高めることは,膜の透透性を向上させ,膜の汚れを減らすのに有益です.長期間の低気流では,汚染物質が膜表面に急速に堆積するしかし,強い気流は,泥のフラックも損傷する可能性があります.それは,泥の粒子のサイズと分布を変え,より多くのコロイドと溶けた有機物質 (EPSとSMP) を解放します.膜の汚れを悪化させる水循環におけるCODの最適な気流強度を見つけるのは極めて重要です.気流強度の膜透気性への影響は,様々な要因によって影響されます.例えば混合物の濃度混合物の粘度,および動作流量.いくつかの学者は,気流の強度,トランスメムラン圧力差 (TMP),最適な気流の強度を求めます.
3膜の汚れを浄化する方法の選択
膜汚れに対する清掃方法には主に物理清掃と化学清掃が含まれます.物理清掃には間歇的な操作と清潔な水で逆洗が含まれます.MBR 動作中に逆洗は,逆戻り可能な汚れを除去し,膜の汚れを遅らせるための効果的な方法である.逆洗が膜の汚れを遅らせる効果は,潜水MBRで試験的に研究されました.同じ流量で低周波高強度逆洗は,高周波清掃よりも膜の汚れを減らすのに有効でした.膜表面の汚染物質は重力によって緩んで落ちますこの効果は気流により顕著である.したがって,間歇的な操作と逆洗を組み合わせることで,膜の汚れをより効果的に軽減することができる.化学 清掃 や 物理 清掃 は,取り戻さ ない 汚染 を 防ぐ こと が でき ませ ん化学浄化には,維持浄化と強度の浄化 (復元) が含まれる.現在一般的に使用されているクリーニング剤には,有機汚染物質を除去するためのNaClO溶液が含まれています.不有機汚染物質を除去するためのリン酸などである.よく知られているように,MBRのサプライヤーは独自の強力な清掃配列を持っています.主な違いは清掃剤の濃度と清掃方法例えばMBRのサプライヤーZ社
4混合溶液の特性を改善するために,溶液の溶液の溶液は,溶液の溶液に溶剤を加え,溶液の溶液は溶液に溶液を加え,溶液は溶液に溶液を加え,溶液は溶液に溶液を加え,溶液は溶液に溶液を加え,溶液は溶液に溶液を加える.最も一般的に用いられる方法は,活性炭粉末のPACを原子炉に添加し,生物活性炭を形成することです.ある実験では,3つの異なるPAC用量の効果を比較した (0, 0).75結果は,PACの投与量増加に伴い,膜表面の汚れ層が減少することを示した.0の投与量で最低点に達した活性炭が独自の吸収能力を持っていることは難しいことではありません.そして動作中にすぐに吸収飽和に達します膜の汚れを軽減するだけでなく 悪化させるのですMBRの性能を効果的に改善するために,定期的なスラム排出と新鮮なPACの追加が必要です.同時に,運用コストを削減するために,低濃度濃度のPACを使用してMBR操作のパフォーマンスを向上させることができます.長期間のSRTと高いHRT運用条件下でPACの低用量は,運用効率を向上させ,コストを効果的に削減できます.
