重力驱动式动态膜生物反应器的膜清洗再生方式优化研究
查璐璐1,2，胡以松1,2*，唐陆合3，张敬宇3，杨毅明3，邓伟航1,2
（1.西安建筑科技大学陕西省环境工程重点实验室，陕西 西安 710055；
2.西安建筑科技大学西北水资源与环境生态教育部重点实验室，陕西 西安 710055；
3.北京华宇辉煌生态环保科技股份有限公司，北京 102412）
摘 要：构建了重力驱动式好氧动态膜生物反应器（DMBR）处理生活污水，比较不同物理清洗方法（空气反冲洗、表面刷洗和组合方式）对动态膜再生的影响，探究了动态膜的形成过程和过滤机理，解析DMBR的污染物去除性能。研究结果表明，动态膜的形成伴随着出水颗粒物粒径的不断减少，5 min后颗粒粒径分布基本稳定，动态膜形成阶段符合滤饼过滤模型，稳定运行阶段符合标准过滤模型。DMBR对浊度、NH4+-N、COD和SCOD的平均去除率分别为99.6%、94.0%、93.2%和82.8%。空气反冲洗辅助刷洗不仅可以去除微网表面的污染层，还可去除对DMBR长期运行有影响的污染物，五个过滤周期的初始通量恢复率均达到93.1%以上。
关键词:好氧动态膜生物反应器；生活污水；清洗再生；过滤模型；运行性能
论文DOI：10.16796/j.cnki.1000⁃3770.2024.10.017
论文引用：
查璐璐,胡以松,唐陆合,等.重力驱动式动态膜生物反应器的膜清洗再生方式优化研究[J].水处理技术,2024,50(10):103-108.
下载链接：（识别下方二维码或点击文末“阅读原文”）
当期期刊订阅：（识别下方小程序码打开）
1）在 DMBR运行过程中，空气反冲洗辅助刷洗既可以去除支撑材料表面泥饼层，又可以进一步去除支撑材料孔隙交叉处污染物，可使初始通量恢复率高达 93.1%，减少了长期运行过程中造成严重膜污染的潜在污染物，有利于DMBR长期运行。
2）动态膜的过滤过程分为3个阶段，动态膜初始形成阶段过滤行为符合滤饼过滤模型，稳定形成阶段过滤形为仍符合滤饼过滤模型，稳定形成后过滤行为符合标准过滤模型。
本文以实际污水作为进水，构建重力驱动式动态膜生物反应器（DMBR），选择300目不锈钢丝网作为支撑材料制作动态膜过滤组件。以48 h为一个单周期并连续运行5个周期开展批次过滤实验，考察在线空气反冲洗，表面刷洗和组合方式3种清洗方式对动态膜的清洗再生效果；并在优选一种清洗方式的基础上，引用经典过滤模型拟合，解析动态膜的形成和过滤过程。DMBR运行工况设置为水头15±0.5 cm、MLSS 5-6 g/L。
批次过滤实验中5个连续周期中过滤性能恢复情况表明空气反冲洗辅助刷洗既可有效去除泥饼层恢复过滤通量，又可防止初始浊度明显增大，从而导致污泥的流失。结合新膜、污染膜和清洗后膜的SEM图像和平均孔隙率分析表明空气反冲洗辅助刷洗可以进一步去除支撑材料网孔交叉处的污染物，从而有利于恢复动态膜的过滤性能并减缓长期运行中发生严重膜污染的风险。综上，认为空气反冲洗辅助刷洗为高效动态膜清洗方式。在此基础上将通量变化通过经典过滤模型进行拟合，结果发现动态膜的过滤过程可分为三个阶段：动态膜初始形成阶段（0～1 h）过滤行为符合滤饼过滤模型，即到达膜表面的颗粒粒径大于膜孔经，在膜表面沉积但不会阻塞膜孔；动态膜完全形成阶段（1～4 h）过滤行为符合滤饼过滤模型，即更多的颗粒持续被完全截留，微粒进一步沉积，泥饼厚度迅速增加，使动态膜结构更稳定；第三阶段过滤行为符合标准过滤模型，即动态膜过滤进入相对稳定阶段，小的污泥絮体、细胞和胶体物质会进一步沉积在形成的动态膜膜孔中或孔壁上，动态膜持续增厚，过滤性能持续增强，污染物去除效率进一步提高。
