次臨界通量操作下生物薄膜阻塞機制之探討

Abstract

生物薄膜程序為近年廢水生物處理程序中一嶄新之研究，由於利用薄膜單元取代 傳統的沉澱池，使其處理效能大幅提升，其中處理水更具回收再利用的潛能。然而，生 物薄膜中薄膜的阻塞卻大大的限制其廣泛的應用，因為薄膜的阻塞會導致出水通量衰 減、增加薄膜的清洗和更換次數使操作成本增加。 目前學術及實場應用上對MBR 的探討多著重於積垢的形成機制、預防及清洗。 但是MBR 生物反應槽中混和液的複雜性導致目前對於積垢的形成機制及其影響因素仍 無一有系統及清楚之認識，研究甚至往往顯示出彼此矛盾的結果。因此對於MBR 系統 的積垢機制有更深入的研究及廣泛的探討時為當務且必要之急。 因此，本研究將探討MBR 系統於次臨界通量下薄膜積垢之形成機制。主要分為以 下三項分別進行探討：(1) 探討不同的重要操作參數(如SRT)下，其污泥特性變化對於 薄膜積垢的影響，並嘗試解釋文獻中為何以SRT 30 天為經驗上最佳操作參數。(2) 探討 MBR 生物反應槽中懸浮生長及附著生長於薄膜上的微生物菌相結構變化對出流水水質 及薄膜積垢所造成之影響，嘗試說明biofouling 所形成的機制。(3) 探討MBR 於次臨界 通量操作下，產生的積垢原因與機制。主要著重於污泥中膠體或巨分子物質(如：EPS) 所扮演的積垢角色與機制，並分別以alginate、bovine serum albumin (BSA)及humic acid 來模擬EPS 中的polysaccharides、protein 和humic substances，藉由個別及不同比例混合 的過濾實驗來比較其fouling 的特性與機制並與MBR 污泥及污泥懸浮液的fouling 特性 做比較。