膜分離技術(shù)近年來發(fā)展迅速，隨著膜使用范圍的推廣和技術(shù)研究的深人，膜分離在污 水、污泥處理中的應(yīng)用也日趨成熟。利用超濾、微濾膜對城市污水處理廠的剩余污泥進(jìn)行 固液分離，提高污泥的含固率，以利于后續(xù)的消化和其他處理處置方式，其思路與應(yīng)用于 污水處理的膜生物反應(yīng)器有異曲同工之妙。
將膜分離技術(shù)應(yīng)用于污泥的處理，可以達(dá)到既濃縮污泥又減小污泥體積的雙重目標(biāo)。 將膜的物理分離和污泥濃縮或消化處理結(jié)合起來，利用膜分離克服常規(guī)污泥消化中上清液 污染物濃度高，回流影響主體生物處理的缺點(diǎn)，又利用低氧消化的曝氣對膜組件進(jìn)行沖 刷，解決了膜自清洗問題，優(yōu)勢互補(bǔ)。
目前關(guān)于膜分離技術(shù)在水污染治理中的研究熱點(diǎn)集中在膜污染的機(jī)理與防治方面， LeClech等人的研究表明：（1)僅僅在小孔徑或者低MLSS水平下，可觀察到膜孔徑對 于臨界通量人存在影響；（2) MLSS對人的影響是曝氣影響的2倍左右，通過對一系列 壓力相關(guān)臨界參數(shù)、次臨界參數(shù)的計(jì)算表明，較大的膜孔徑能夠降低短期膜污染，但是這 也伴隨著內(nèi)部膜污染。Lim等人的研究成果表明，活性污泥微濾中膜孔堵塞和泥餅形成在 膜污染機(jī)制中占主導(dǎo)，膜孔堵塞在微濾操作的初期階段占優(yōu)勢，它導(dǎo)致了滲透通量隨時(shí)間 的急劇降低；顆粒尺寸和尺寸分布在膜孔污染中占主要作用，小顆粒導(dǎo)致的膜污染較大顆 粒嚴(yán)重；膨脹污泥導(dǎo)致的污染較顆粒污泥嚴(yán)重；經(jīng)過初期的膜孔污染機(jī)制后，在微濾操作 的后期階段，泥餅形成污染占據(jù)了主要部分，這導(dǎo)致了隨時(shí)間衰減的更低的滲透通量。 Hwang等人則認(rèn)為對于軟膠體，在死端過濾（全量過濾）運(yùn)行條件下，阻力層的形成分 為3個(gè)階段：過濾開始階段，膠體顆粒在膜表面的沉積與重排導(dǎo)致了整個(gè)過濾阻力的增 加，在此期間，阻力層的平均空隙率與平均比過濾阻力變化很��；在第二階段，由于阻力 層的壓縮和可被觀察到的膠體顆粒的變形，過濾阻力激增，空隙率降低，在這個(gè)階段，緊 貼膜表面形成了壓實(shí)的表皮層，它的厚度只有整個(gè)阻力層的10%〜20%，但它的阻力卻 占到了整個(gè)過濾阻力的90%;在第三階段，由于新形成的層比較疏松，所以這個(gè)階段， 阻力層的平均空隙率是逐漸增加的。
在膜清洗方面，Lim等人在活性污泥混合液中，通過中空纖維膜的實(shí)驗(yàn)證明，在微濾 膜的活性污泥混合液分離中主要的膜污染類型是初始的膜孔污染，其次是泥餅污染;周期 性的超聲作用能夠有效地清除膜表面的泥餅污染，因此能夠極大地恢復(fù)膜通量；但是超聲
作用并不能有效地恢復(fù)其他機(jī)制造成的膜污染.比如孔污染，因此超聲作用的效果隨著清 洗周期的延續(xù)而降低。凈水反沖、超聲作用和酸堿化學(xué)清洗的聯(lián)合作用幾乎能夠取得膜通 量的完全恢復(fù)。
在膜.分離過程的理論的研究方面，Dianne等人認(rèn)為流體方程與溶質(zhì)性質(zhì)可變性的雙 重影響的復(fù)雜性限制了對壓力驅(qū)動(dòng)膜過程中流動(dòng)和濃差極化模型的精確性，于是他們整合 了這些影響因素來描述流動(dòng)過程，發(fā)展了一種計(jì)算流體動(dòng)力模型（CFD)，相對于文獻(xiàn)中 的經(jīng)典溶解質(zhì)結(jié)果證明是有效的，延伸的工作表明過分的簡化黏度與擴(kuò)散性和濃度的相關(guān) 性表達(dá)容易導(dǎo)致速率與濃度的失真。
{C}2. {C}4. 2. 2電滲析脫水
污泥是由親水性膠體和大顆粒凝聚體組成的非均相體系，具有膠體性質(zhì)，機(jī)械方法只 能把表面吸附水和毛細(xì)水除去，很難將結(jié)合水和間隙水除去。電滲透脫水時(shí)利用外加直流 電場增強(qiáng)物料脫水性能的方法，可脫除毛細(xì)管水，因此電滲析脫水方法逐漸得到應(yīng)用。
帶電顆粒在電場中運(yùn)動(dòng)，或由帶電顆粒運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生電場統(tǒng)稱動(dòng)電現(xiàn)象。在電場作用下， 帶電顆粒在分散介質(zhì)中做定向運(yùn)動(dòng)，即液相不動(dòng)而顆粒運(yùn)動(dòng)稱為電泳。在電場作用下，帶 電顆粒固定，分散介質(zhì)做定向移動(dòng)稱為電滲透。污泥中細(xì)菌的主要成分是蛋白質(zhì)，而蛋白 質(zhì)是由兩性分子氨基酸組成的。在環(huán)境pH小于氨基酸等電點(diǎn)時(shí)，氨基酸發(fā)生電離，使細(xì) 菌帶正電荷；當(dāng)pH大于等電點(diǎn)時(shí)，氨基酸發(fā)生電離，但使細(xì)菌帶負(fù)電荷。細(xì)菌的等電點(diǎn) 污泥通常在接近中性的條件下帶負(fù)電荷，其帶電量通常在一 10〜2. Y 之間。根據(jù)能量最低原則，顆粒表面上的電荷不會(huì)聚集，而勢必分布在顆粒的整~表芏 上。但顆粒和介質(zhì)作為一個(gè)整體是電中性的，故顆粒周圍的介質(zhì)必有與其表面毛虧致 等而符號相反的離子存在，從而構(gòu)成所謂的雙電子層=在電場作用下•帶電匕’佇了某一 電極運(yùn)動(dòng)，而符號相反的離子帶著液體介質(zhì)一起向另一電極運(yùn)動(dòng)•發(fā)生電滲透元迚水：主 于水的流動(dòng)方向和污泥絮體流動(dòng)方向相反，水分可不經(jīng)過泥餅的空隙通道而與污泥分離： 因此不受污泥壓密引起的通道堵塞或阻力增大的影響，脫水效率高。
電滲透脫水具有以下優(yōu)勢：
{C}1) {C}{C}脫水控制范圍廣
電滲透脫水可以在很寬的范圍內(nèi)，改變電流強(qiáng)度和電壓，調(diào)整脫水泥餅的含水率。
{C}2) {C}{C}脫水泥餅性能好
電滲透脫水泥餅含水率低，可達(dá)到50%〜60%,對污泥焚燒或堆肥化處理有利。電 滲透脫水過程中污泥溫度上升，污泥中一部分微生物被殺滅，泥餅安全衛(wèi)生。
{C}3) {C}{C}便于對現(xiàn)有裝置進(jìn)行改造
電滲透裝置具有獨(dú)立性，可在現(xiàn)有的污泥脫水裝置上單獨(dú)增設(shè)，改善原有的脫水裝置 性能，降低脫水泥餅的含水率。
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