在线混凝改善粉末活性炭-超滤工艺效能研究

通过在线投加混凝及粉末活性炭(PAC)处理,研究二者对超滤(UF)进水中有机物相对分子质量分布、亲疏水性的影响,考察在线混凝改善PAC-UF工艺对有机物去除效率和膜污染效能的影响及机理。结果表明,在线混凝和PAC对去除不同相对分子质量的有机物上存在协同互补作用,当PAC投加量仅为20 mg/L时,在线混凝+PACUF工艺的UV_(254)和DOC去除率为93.6%和69.7%。在线混凝和PAC对原水中亲水性有机物的去除效果较差,去除率小于40%,但是亲水性有机物组分的存在对膜污染的影响几乎可以忽略。当PAC投加仅为20 mg/L时,过滤周期末端膜比通量为0.86。在线混凝可以有效的改善PAC-UF工艺的有机物去除效果和膜污染程度,并可以显著的减低投炭量,利于实际工程运行。     

活性炭UF膜分离污水中COD的实验研究

试验考察了粉末活性炭的投加对超滤膜运行性能的影响,结果表明:随粉末活性炭投量的增加膜稳定运行时间延长,通量下降率降低。粉末活性炭的投加对膜过滤阻力影响不大。在此基础上又对PAC-UF组合系统去除有机物的效果进行了进一步研究,主要是对比研究了不同PAC投加量对5种不同配置水样中有机物的去除效果。得出如下结论:在相同PAC投加量下,CODMn值大的水样的CODMn平均去除率高,且出水CODMn值相近。说明了PAC-UF组合系统出水稳定,受水质差异的影响不大。     

粉末活性炭投加量对原水中有机物的去除及其分子量分布的影响

采用粉末活性炭(PAC)对宜兴市西沈水源水进行预处理。考察了不同PAC投加量对溶解性有机碳(DOC)、UV烈及SUVA的去除以及原水有机物分子量分布的影响。结果表明,DOC、UV_(254)及SUVA的去除均随着PAC投加量的升高而增加;当PAC投加量30mg/L时,PAC会优先吸附原水中小分子量的天然有机物(NOM);当PAC投加量达到80mg/L后,原水中分子量超过10 k的大分子NOM的去除率最高,且PAC投加量在0~100 mg/L范围内时,分子量在3~10 k范围内的NOM去除率均随着PAC投加量的升高而增加。     

粉末活性炭-超滤膜联用工艺去除水体藻毒素的特性研究

针对饮用水中藻毒素污染问题,本文对超滤膜(UF)、粉状活性炭(PAC)及其组合工艺去除藻毒素(MCs)的效果和特性进行了研究.结果表明,单独的超滤膜工艺对水体中溶解性藻毒素的去除率较低,一般低于5%.单独的粉末活性炭吸附技术在投加量高于20mg·L-1时对MCs的去除效率较高,可迭82.16%;粉末活性炭与超滤联用工艺在PAC投加量为20mg·L-1时,产水中未检测出微囊藻毒素.该组合工艺运行稳定,可有效减缓膜污染.     

投加粉末活性炭对超滤膜去除海水中有机物的影响

超滤膜的有机污染问题是膜法海水预处理技术在海水淡化工程应用面临的重要挑战,粉末活性炭吸附是目前常用的膜前预处理手段之一。本文对比分析了直接超滤和投加粉末活性炭后对海水中有机物的截留能力,利用三维荧光光谱分析了投加粉末活性炭对超滤膜截留有机物的影响机制,并考察了海水超滤过程中通量变化及膜污染情况。研究结果表明,投加粉末活性炭能够强化超滤膜对海水浊度和有机物的去除,当粉末活性炭投量为200mg/L时,整个系统对海水中DOC去除率从直接超滤时的55.1%提高到77.6%。利用粉末活性炭的吸附作用及其在超滤膜表面形成的疏松滤饼层能够显著提高超滤系统对海水中腐植酸类有机物的去除能力。与直接超滤相比,粉末活性炭-超滤系统对改善膜通量的作用有限,但粉末活性炭形成的滤饼层能够避免超滤膜与有机物直接接触,可显著减缓超滤膜的不可逆污染。     

PAC-MBR组合工艺处理微污染水源水的研究

采用粉末活性炭—膜生物反应器组合工艺(PAC—MBR)对微污染水源水进行处理，考察了组合工艺对污染物的去除效果和膜过滤性能的变化。结果表明，该组合工艺对浊度和氨氮的去除率均在80％以上，对OC和UV254的去除率分别可达46％—57％和31％—42％，PAC投加量在500mg/L到3000mg/L的试验范围内，对污染物的去除效果影响不大。试验还表明，PAC—MBR组合工艺几乎能完全去除分子量＜1000的有机物。PAC投加量对膜过德性能的影响不显著。     

PAC/AC与超滤组合去除水中有机物效果的研究

分别以粉末活性炭(PAC)和活性焦(AC)作为超滤(UF)前处理材料,考察了PAC-UF和AC-UF两种组合工艺对水中不同分子质量大小有机物的去除能力,并对两种吸附材料对膜污染的影响进行了评价。实验结果表明:PAC和AC均可有效吸附水中分子质量为1~10 k Da的有机物,并能有效缓解膜污染;AC表现出了良好的吸附性能,可在再生水的深度处理中作为替代PAC的吸附材料。     

微污染原水的膨润土/粉末活性炭和MBR组合工艺处理技术

以膨润土、粉末活性炭(PAC)为吸附剂,考察了其对微污染物(NH3-N、UV254)的去除效果。通过改变膨润土/PAC的投加量,考察了其与MBR的组合工艺对氨氮与UV254的去除效果及微生物活性、膜比通量和出水中有机物残留颗粒粒径的影响。结果表明膨润土对UV254的吸附能力弱,平均去除率仅为20.02%,而PAC对UV254的去除率可达89.68%。膨润土-MBR能有效去除NH3-N,平均去除率达92.8%,但对UV254的去除率仅为51.13%;PAC与MBR联用能有效去除NH3-N、UV254,去除率分别为94.5%、89.55%。出水中有机物残留颗粒物不仅数量少,颗粒粒径分布范围也变窄,大粒径颗粒绝大多数得到去除。     

粉末活性炭强化MBR耐重金属冲击及抗膜污染能力的试验

文中主要考察了粉末活性炭的投加对MBR系统抗重金属冲击及抗膜污染能力的影响.试验结果表明,投加粉末活性炭后系统对CODCr和氨氮的去除率均有提高;投加活性炭,污泥的比呼吸速率由4.99 mg O2/(g MLSS·h)升至6.31 mg O2/(g MLSS·h),即铜氰废水对微生物的抑制性减弱;且投加活性炭的系统中污泥平均粒径增大了72μm,有效地改善了水力学性能,减缓膜污染的发生.活性炭的协同作用,进一步加强了MBR系统的优势.     

MIEX和PAC对微污染水源水的水质净化效果比较

研究了MIEX和PAC两种水处理吸附剂对微污染水源水的水质净化性能。实验分别考察了MIEX和PAC对DOC和UV₂₅₄的去除效率,并通过凝胶渗透色谱和三维荧光光谱分析,研究了MIEX和PAC对不同相对分子质量区间以及不同种类有机物的去除规律。在正常的吸附剂投加量下(MIEX 5~8 ml·L^-1,PAC 30~50 mg·L^-1),MIEX对DOC和UV₂₅₄的平均去除率比PAC高23%和20%。但随着吸附剂投加量的增加,两者去除效率差别逐渐减小,MIEX对DOC和UV₂₅₄的最大去除率仅比PAC高6%~8%。与PAC相比,MIEX去除的有机物相对分子质量分布范围更广,特别是对中等分子量(5000~50000)有机物,其去效率明显高于PAC。MIEX对腐殖酸和富里酸类有机物的去除率略高于PAC,而对蛋白质类有机物的去除率则远高于PAC。动力学分析表明,MIEX和PAC对DOC的吸附去除过程符合准二级动力学,MIEX对有机物的吸附速率是PAC的40倍左右。     

活性炭减缓膜生物反应器膜污染的研究

针对膜生物反应器(MBR)中膜污染现象,提出投加活性炭方法抑制膜污染。对比了粉末活性炭(PAC)和颗粒活性炭(GAC)对MBR出水水质及膜污染速率的影响,分析了活性污泥性质,如溶解性微生物产物(SMP)、胞外聚合物(EPS)、絮体粒径分布、毛细吸水时间(CST),及膜面污泥层,得到了膜污染减缓机理。结果表明,MBR对总有机碳(TOC)和氨氮的去除率分别大于97%和98%,PAC组TOC去除率略高于GAC组和对照组。PAC的加入明显减少了与膜污染相关的SMP和松散结合型胞外聚合物(LB-EPS)浓度,降低了膜污染速率。GAC则主要通过冲刷破坏膜表面污泥层,抑制污泥层的生长,减缓了膜污染。     

PAC投加对膜生物反应器的污泥特征和膜污染的影响

考察了投加粉末活性炭( PAC)对长期运行的膜生物反应器(MBR)中污泥混合液特性和膜污染的影响,并分析了其对膜污染的影响机理.结果表明,PAC的投加使污泥絮体平均粒径增加、污泥的粘度减小,而对污泥含量影响不大.投加PAC可降低混合液中溶解性EPS含量,质量浓度从MBR反应器混合液中的平均87.17 mg·L-1降至PAC-MBR反应器内65.54 mg·L-1;同时PAC对膜表面的EPS也有吸附作用,能将沉积在膜表面的EPS吸附到其表面,使得膜表面的EPS质量浓度从MBR反应器内的970.6 mg·L-1降至PAC-MBR反应器内的699.0 mg· L-1,同时改变了膜表面的EPS组成,使得蛋白质、多糖的质量比降低,减缓了膜的有机污染,延长了膜组件的清洗周期.     

混凝剂投加对膜污染及除磷效果的影响

在膜生物流化床(MBFB)处理印染废水的试验中,研究投加无机混凝剂对膜污染以及除磷效果影响.烧杯试验中优选出混凝剂,并确定其最佳投加量.在实际运行的反应器中间歇投加混凝剂聚合氯化铝(PAC)300 mg·L~(-1),测得反应器中难降解有机物浓度降低,跨膜压差(TMP)增长趋势减缓,TP去除率显著提高,表明混凝剂PAC能有效延缓膜污染并且提高系统除磷效果.     

臭氧陶瓷膜工艺处理微污染原水效果与膜污染研究

采用臭氧陶瓷膜组合工艺处理微污染原水,对比3种不同截留分子量陶瓷膜对组合工艺去除污染物的影响。研究结果表明,与单独过滤比较,截留分子量为15 k、50 k、150 k的陶瓷膜经过1~4 mg/L臭氧的预处理后膜通量分别提升1.2%~2.6%、6.0%~10.5%、4.2%~8.4%,臭氧对50 k陶瓷膜影响最大,臭氧最佳投加量为2 mg/L。在2mg/L最优臭氧投加量下,15 k、50 k、150 k的陶瓷膜对COD的最大去除率分别为29.2%、24.7%、19.5%,对UV254的最大去除率分别为40.0%、36.7%、41.3%。经过三维荧光分析,富里酸类物质是膜污染的主要物质,陶瓷膜主要截留亲水性有机物(HPI),不同组分有机物对不可逆膜污染的贡献顺序为亲水性有机物(HPI)强疏水性有机物(HPO)弱疏水性有机物(TPI)。     

光催化-膜分离耦合反应装置中TiO_2/AC的基本特性

采用溶胶-凝胶法制备了以活性炭为载体的负载型微米级TiO_2/AC催化剂,并利用XRD、SEM表征了TiO_2/AC的结构,考察了其在光催化-膜分离耦合反应装置中的光催化降解性能及其对膜通量的影响变化规律。结果表明:负载的TiO_2以锐钛矿为主,且分布较匀;微米级TiO_2/AC催化剂的光催化降解性能随催化剂投加量和酸性红B废水质量浓度的增加而先增大、后减小,亦随活性炭粒径的减小而先增大、后减小,膜通量随活性炭粒径的减小而先增大、后减小,适宜催化剂投加量和酸性红B废水的浓度以及活性炭粒径分别为0.7 g/L、18 mg/L和2.126μm。膜通量随膜底曝气量的增加而增大,并以0.042 m~3/h为宜,反冲洗能有效减缓催化剂引起的膜污染。     

PAC-UF处理含蛋白质类溶液过程中的膜污染研究

使用粉末活性炭(PAC)-超滤(UF)组合工艺处理牛血清白蛋白(BSA)溶液,研究了不同PAC投量下组合工艺的膜污染情况。结果表明,PAC本身对膜污染无明显贡献,PAC吸附BSA后使得膜通量急剧下降;PAC对改善BSA溶液通过超滤的膜通量和膜污染阻力均有一个最佳投加值;PAC在膜表面形成的滤饼层对膜通量改善作用明显;PAC滤饼层主要形成可逆污染,而水中BSA则是不可逆膜污染。     

粉末活性炭应急处理原水中镉突发污染的研究

以黄浦江上游水源地取水口突发镉污染为背景,研究了粉末活性炭( PAC)吸附技术对镉污染源水的应急处理效果.小试考察了PAC投加量、吸附时间对吸附消减镉效果的影响,同时模拟上海松浦原水厂工艺进行中试研究,探寻了PAC吸附对突发镉污染源水的实际处理效能.小试结果表明,PAC对低超标倍数的镉突发污染的去除率随投加量的增大显著提高,而针对高含量的镉突发污染,则处理能力有限.中试结果表明,针对超标5倍的镉突发污染,投加40 mg·L-1的PAC,可处理至超标2倍以内;镉分别超标10倍、50倍和100倍时,投加50 mg· L-1的PAC,去除率分别为58％、38％和41％,出水镉含量超标约为5倍、31倍和60倍.可为可能突发的镉污染事故应急处理提供技术支持.     

浸没式PAC-AMBRs系统中PAC缓解膜污染的研究进展

浸没式粉末活性炭-好氧膜生物反应器(powdered activated carbon-aerobic membrane bioreactors,PAC-AMBRs)是一种利用PAC吸附性、微生物降解性和膜分离特性的新型废水处理技术。本文重点分析了近20年来浸没式PAC-AMBRs系统直接投加PAC缓解膜污染机制的研究成果，探讨了PAC通过对污泥絮体和溶解性有机物的综合影响缓解膜污染的机制，分析了PAC投加量和补充率对膜污染的影响。通过分析可知PAC缓解膜污染是一个综合作用的结果。以PAC为载体形成的污泥絮体在膜表面形成结构疏松和抗压性强的滤饼层，不仅能有效降低滤饼层阻力(cake resistance,R_c)，还可以作为自成型动态膜截留溶解性有机物和悬浮微生物等来减少此类污染物造成的膜污染。PAC通过吸附和/或表面附着的微生物降解溶解性有机物的协同作用降低其造成的过滤阻力。定期排出和补充一定量的PAC可以提高缓解膜污染的效率。     

混凝吸附-管式膜组合工艺深度处理地表Ⅴ类水体

采用混凝吸附-管式膜组合工艺深度处理地表Ⅴ类水体,探讨了聚合氯化铝(PAC)投加量、粉末活性炭投加量、次氯酸钠投加量对处理效果的影响,并考察了不同工况下膜通量及进水压力的变化。结果表明,在PAC投加量为50 mg·L~(-1)、粉末活性炭投加量为20 mg·L~(-1)、次氯酸钠投加量为20 mg·L~(-1)的条件下,出水总磷、COD、氨氮及SS指标在地表Ⅲ类水体的标准限值范围内。同时,增加PAC及次氯酸钠投加量可显著增大膜通量,但对进水压力的影响不同,而增加粉末活性炭投加量则加速了膜孔堵塞及污染。该系统稳定运行30 d,平均膜通量为373.79 L·m~(-2)·h~(-1),平均进水压力为0.05 MPa。     

利用分子量分布探讨粉末活性炭对膜生物反应器的影响

采用空间排阻液相色谱法监测了不同粉末活性炭（PAC）投加量下膜生物反应器混合液分子量分布情况,发现当PAC投加量从1 g·L^-1增加到2 g·L^-1时,混合液中分子量大于10×10³的物质会增加;分子量小于0.5×10³及介于3×10³～10×10³的物质含量相当;分子量介于0.5×10³～3×10³的物质显著减少。膜污染速率分别为2.74、3.10 kPa·m^-1,证实了混合液中分子量大于10×10³的有机物是引起膜污染的主要物质。