膜生物反应器中膜污染滤饼层渗透模型的研究

在膜生物反应器中,活性污泥在膜表面沉积形成滤饼层是造成膜污染的主要因素。采用扫描电镜和自动图像分析技术研究了膜过滤滤饼层的微观结构,并以分形理论和Darcy定律为基础,推导出用于预测膜污染滤饼层渗透性能的数学模型,验证了该渗透模型的可靠性,并利用该渗透模型进行了膜生物反应器中污泥浓度对滤饼层渗透性能影响的研究。结果表明,活性污泥颗粒沉积形成的柔性滤饼层具有明显的多孔结构,并且具有很好的分形特征;膜污染滤饼层的分形维数能够真实反映滤饼层的孔隙率大小;用该渗透模型得到的渗透系数K′可以作为有效预测滤饼层渗透性能的参数;滤饼层渗透系数K′随污泥浓度的增大而递减,污泥浓度低于10000mg·L-1时,K′的变化趋势较小,污泥浓度达到10000mg·L-1以上时,K′急剧下降。