膜生物反应器已经越来越多地应用于污水处理以及水再利用方面,但浓差极化和膜污染是影响膜过滤性能的两大重要因素。通过增加料液流速或者增大曝气强度产生粗糙的气泡来提高膜表面剪切力是目前的常用方法,但是这两种方法通常都需要消耗较高的能量。在本试验中,我们研究了膜生物反应器中周期性的振动平板膜单元在较低的流速和曝气强度下对膜污染的影响。振动通过产生漩涡唤醒振动膜表面而产生额外的传质增强效果,从而有效地增加了膜表面的剪切力。垂直振动通过将剪切力直接作用在膜上而不是回流到散装液体中来控制滤饼层的形成。它可以有效地减轻浓差极化和膜污染过程,同时获得较好的膜过滤性能。在本文中,我们采用斯纳普的平板微滤膜组件(膜孔径0.1μm,膜面积0.1 m~2)探索研究了实验室规模的振动平板膜系统在不同振动频率和浓度下膜生物反应器的性能。振幅为3 cm的振动平板膜系统在适度的振动频率(0-3 Hz)下,垂直沉浸在不同的过滤条件进行恒定通量试验。然后分别在不同浓度的酵母悬液(浓度梯度为2 g/L、4 g/L、8 g/L)和活性污泥(4 g/L、6 g/L)中进行膜污染阻力测试。结果显示:无论是酵母悬液还是活性污泥,振动膜过滤系统在高的振动频率下都能够有效地减缓通量的下降和膜污染的发生。在4 g/L的酵母悬液中,3 Hz的振动频率膜污染阻力改善效果可以达到91%。然而在活性污泥试验中,MLSS为6 g/L的活性污泥反而比4 g/L的活性污泥膜污染阻力改善效果要好。在6 g/L的活性污泥实验中,频率为3 Hz的振动膜污染阻力改善效果可以达到41.73%。同时,为了评估振动曝气联合作用对膜污染的改善效果,我们也在恒定通量条件下做了长期的膜污染阻力监测与短期的单纯振动实验相比较。在活性污泥MLSS 6 g/L时,4个不同的曝气条件(1 L/min、1.5 L/min、2 L/min、5 L/min)一个施加2 Hz振动,另外一个不施加振动。结果显示:振动曝气的联合作用仅仅在曝气条件较低时才可以有效地减轻膜污染。在1 L/min、1.5 L/min曝气时,振动曝气的联合作用对膜污染的改善效果优于单独曝气。其中,当曝气强度为1 L/min时,膜污染阻力改善效果可以达到72%。但是当曝气强度增加时,例如2 L/min、5 L/min,振动曝气联合效果反而不如单独曝气的膜污染改善效果好。