污泥其他浓缩技术——膜污泥分离技术研究

随着膜技术研究的深入和实际应用的推广，膜分离在污水污泥处理领域中的应用也日趋成熟，膜污泥分离技术成为了近年来迅速发展起来的一项新技术，并成为污泥浓缩技术的一个重要研究方向。

JBenitez、A.L.Lim和Renbi Bai等国内外的多位研究人员均分别开展了相关研究研究证明利用膜分离技术处理污泥可以进行固液分离，大大浓缩污泥，提高污泥的含固率，从而有利于后续的消化和其他处理处置方式。目前膜分离技术在水污染治理中的研究热点主要集中在膜污染的原理与清洗方面。

在膜污染方面，根据A.L.Lim、Renbi Bai和R.Ba等对利用微滤处理活性污泥的研究表明，在膜污染机制中微滤膜孔堵塞和泥饼形成污染占主导作用。其中在微滤操作初期，膜孔堵塞为膜污染的主要因素，它使渗透通量随时间急剧降低;污泥颗粒的尺寸及其分布在膜的膜孔污染中占主要角色，小颗粒导致的膜污染要比大颗粒严重，膨胀污泥导致的污染要比颗粒污泥严重。在微滤操作的后期，泥饼形成的污染为主要因素，这导致随时间的延长渗透通量也会大幅衰减。此外，P.Le-Clech等的研究表明，仅仅在较低膜孔径或较低悬浮固体浓度(MLSS)水平下可观察到膜孔径对于临界通量J·存在影响，而且MLSS对于/的影响是曝气影响的2倍左右，通过对一系列压力相关临界参数的临界数值的计算，表明较大的膜孔径能够降低短期膜污染，但是却存在内部膜污染。

在膜清洗方面，A.L.Lim和Renbi Bai等通过利用中空纤维微滤膜处理活性污泥混合液的试验证明，周期性的超声作用能够有效地清除膜表面的泥饼污染，因此能够极大地恢复膜通量，但是超声作用并不能有效地恢复其他机制造成的膜污染，比如孔污染，因此超声作用的效果随着清洗周期的延续而降低。而净水反冲、超声作用和酸碱化学清洗的联合作用几乎能够取得膜通量的完全恢复。

膜污泥分离原理如下。

（1）膜阻力模型

膜分离最常用的模型由Chergan等于1986年提出。将膜应用于污泥处理中时，阻力不仅仅只有膜阻力，还有其他的阻力，此时的水力阻力主要包括清洁膜阻力、极化层阻力、外部以及内部的污染阻力。

(2)泥饼阻力模型

在污泥浓缩中，泥饼阻力是构成膜阻力的要素，因此泥饼阻力的形成和变化就决定了膜运行过程的通量变化。泥饼阻力模型如图所示。

该模型最初是从死端过滤发展而来的，它认为泥饼层中泥饼的增长是由液料主体中颗粒的无损转移所引起的。

对于金属网平板膜，其膜孔径较大，其本身并不能截留住污泥，但是能通过动态微网滤膜的原理实现污泥的过滤和浓缩，即该类型的膜在运行时水通量极大，污泥会在渗流力的作用下迅速在膜表面形成一层泥饼，金属网平板膜正是利用了这层泥饼的过滤阻截性能，从而达到了固液分离效果。

(3)浓差极化模型

浓差极化模型如图所示。

由料液主体进入极化层的颗粒物的量等于由极化层往料液主体迁移的颗粒物的量时，形成稳定的极化层。