臭氧预氧化/MBR工艺处理微污染原水的研究

采用臭氧预氧化/膜生物反应器(O3/MBR)工艺处理微污染地表水,通过30 d的稳定运行考察了系统的除污效能,并通过观察膜表面的微观形态对膜污染的机理进行了初步探讨。初始阶段向MBR中一次性投加2 g/L的粉末活性炭(PAC)作为生物载体,并控制水力停留时间(HRT)为0.5 h、臭氧投量为1.5 mg/L。结果表明,O3/MBR系统由于超滤膜的截留作用对颗粒物的去除非常有效,对浊度的平均去除率达到99.3%;对CODMn、DOC、UV254也有一定的去除效果,平均去除率分别为32.6%、18.7%和30.1%。尽管臭氧氧化使水中的AOC浓度有所增加,但经MBR工艺处理后,整个系统对AOC的去除率为13.4%,生物稳定性得到了提高。运行结束后的扫描电镜观察显示,超滤膜的膜孔被污泥层覆盖;通过原子力显微镜观察发现污泥层的表面粗糙不平,这两者均表明污泥层造成了膜污染。尽管该污泥层导致了跨膜压差的增加,但同时也起到了预过滤作用。     

A-A~2/O工艺回流系统控制优化研究

通过中试考察了混合液回流比和污泥回流比对A-A~2/O工艺生物脱氮除磷效果的影响。结果表明,不同的混合液回流比对氨氮、总磷的去除率影响不大,但总氮去除率变化明显,随着回流比的提高,TN去除率逐渐增加,但当回流比提高到300%后总氮去除率则出现降低,因此从控制运行能耗和权衡脱氮效果的角度讲,200%的混合液回流比是比较合适的。污泥回流比对氨氮、总磷的去除率影响不大,但40%为临界值,低于该回流比后系统生物量会明显降低,进而使得去除率显著下降;污泥回流比对去除总氮影响明显,随着回流比的降低,总氮去除率也不断降低,因此建议将污泥回流比控制在50%。     

硝化-膜生物反应器去除双酚A的机理分析

采用硝化-膜生物反应器处理含双酚A(BPA)废水,考察了在自养硝化污泥驯化期间反应器中NH+4-N、NO-2-N、NO-3-N浓度的变化以及对低浓度BPA的去除效果,讨论了吸附和生物降解对去除BPA的贡献。在污泥负荷为0.032~0.055 gBPA/(kgSS·d)、进水氨氮浓度为100~350 mg/L时,硝化污泥对BPA的去除率可达70%以上,对氨氮的去除率90%。硝化污泥吸附去除的BPA量占总去除量的25%以下,并随着进水BPA浓度的增加而减小。经过驯化后,反应器可以在去除较高浓度氨氮的同时降解一定浓度的BPA。当污泥负荷0.055 gBPA/(kgSS·d)时,低浓度BPA的加入对硝化-膜生物反应器去除常规污染物能力的影响较小。     

MBBR—MBR对磺胺嘧啶的去除及膜污染特性

构建MBBR—MBR耦合系统,在低碳氮比（C/N=2.5）污水条件下,探究该系统对磺胺嘧啶（SDZ）的去除效能,同时分析SDZ对常规污染物去除效果及膜污染的影响。结果表明,MBBR—MBR耦合系统对SDZ(0.5 mg/L)的去除率最高可达到61.9%,其中,MBBR与MBR单元对SDZ的平均去除率分别为42.3%和15.4%。SDZ的存在使氨氮、总氮、总有机碳的去除率以及同步硝化反硝化率分别降低了11.81%、8.41%、5.77%、3.40%,同时使得污泥平均粒径减小了3～4μm,且MBR单元中溶解性微生物产物（SMP）的多糖浓度增加了0.35 mg/gMLVSS,MBR中跨膜压差（TMP）的增长速率增加了0.36 kPa/d,可见SDZ导致膜污染速率上升。     

Carrousel氧化沟的建模与污泥负荷率的影响探讨

以BioWin污水厂仿真模拟软件的AS-DM模型为平台,建立了西安某污水厂Carrousel氧化沟工艺仿真模型,对模型进行校准并探讨了污泥负荷率对去除COD、氨氮、总氮和总磷的影响。结果表明,出水COD受污泥负荷率的影响较小,而氨氮、总氮和总磷的去除率受污泥负荷率的影响较大,随污泥负荷率的增大呈先上升后降低的趋势。碳源不足对去除TN和总磷的影响均较大。Carrousel氧化沟工艺最适宜的污泥负荷率为0.065~0.070 kg BOD5/(kg MLSS·d)。     

EGSB/SPMBR工艺深度处理高浓度豆制品废水

采用厌氧膨胀污泥床/浸没式平板膜生物反应器(EGSB/SPMBR)组合工艺深度处理豆制品废水。结果表明:EGSB和SPMBR工艺均具有抗冲击负荷能力强、容积负荷率高、对有机物的去除效果好等特点。在厌氧消化作用下,EGSB对有机物的去除起到主要贡献,为后续单元的运行提供了良好条件;而SPMBR在进一步降解有机物和确保系统稳定运行方面发挥着重要作用,两者的有机结合可获得理想的有机物去除率。在中温(32~37℃)条件下,EGSB的容积负荷可达10 kg/(m3.d),对有机物的去除率85%,对总氮的去除率在35%左右;SPMBR在环境温度15℃的条件下对有机物的去除率仍可达95%以上,出水COD50 mg/L,对氨氮的平均去除率在35%左右,对总氮的去除率在30%~60%之间。     

盐度对膜生物反应器去除污染物效果的影响

含盐污水经市政管网进入污水厂后可能会对生物处理系统产生影响。为此采用膜生物反应器(MBR)处理不同盐度的污水,考察了各盐度下的除污效果。当进水盐度分别为1%(即含盐量为10 g/L)、2%、3%和4%时,对CODMn的平均去除率分别为85.2%、81.8%、76.0%、73.7%;对氨氮的平均去除率分别为90.6%、88.4%、86.8%、79.5%;对总氮的平均去除率分别为41.1%、37.4%、35.8%、33.1%。同一盐度下,对CODMn、氨氮和总氮等污染物的去除率都是先下降后升高,最后趋于平稳。但从总体来看,随着盐度的升高,对各污染物的去除率和污泥浓度均呈下降趋势。含盐环境下微生物所分泌的大量胞外聚合物是造成膜污染的主要原因。     

超滤膜/混凝生物反应器去除饮用水中有机物的效能

采用超滤膜/混凝生物反应器(UF-MCBR)处理模拟微污染源水,考察了对有机污染物的去除效能与机理.结果表明,当聚合氯化铝投加量为10mg/L时,UF-MCBR对DOC、UV254、TOC、CODMn、BDOC和AOC的去除率分别为44.0%、54.5%、49.0%、58.5%、72.8%和58.3%.UF-MCBR通过超滤、生物降解以及混凝三者之间的协同作用去除溶解性有机物,就DOC的去除而言,三种作用的贡献率分别为11.1%、6.2%和26.7%.UF-MCBR系统中的UF膜表面为污泥层所覆盖,该污泥层能有效强化UF膜对分子质量为300-6000u 有机物的截留,UF膜(连同污泥层)对僧水碱、憎水中性物、憎水酸、弱憎水酸和亲水性物质的截留率分别达到了37.0%、42.8%、52.7%、39.8%和19.0%.     

曝气方式对复合型CAST工艺处理低碳源污水的影响

采用新型泥膜复合式CAST工艺中试装置处理低碳源市政污水,分别考察了非限制性、区域交替、三段式和两段式曝气方式下该系统对有机物、氮和磷的去除能力。中试结果表明,四种曝气方式对COD、氨氮和总磷的去除效果影响较小,而对总氮的去除能力影响显著。与非限制性曝气方式相比,三种限制性曝气方式下对总氮的去除率明显提高,其中三段式曝气对总氮的去除率最高,达到了72.3%;限制性曝气方式不仅可以节省曝气能耗,而且能够有效减少污泥损失。     

MBR中厌氧氨氧化菌群落结构及膜污染性能研究

采用浸没式厌氧氨氧化膜生物反应器(Amx IMBR)培养厌氧氨氧化菌,当进水氨氮与亚硝态氮浓度均为450 mg/L、氮负荷为0.6 kg/(m~3·d)时,总氮去除率稳定在86%左右,氨氮、亚硝态氮去除率分别稳定在90%、97%以上;氨氮去除量∶亚硝态氮去除量∶硝态氮生成量基本为1∶1∶0.18。Amx IMBR的临界通量为8.63 L/(m~2·h),这与长期运行的结果相符。膜污染的来源主要是紧密型胞外聚合物,其中蛋白质和多糖含量分别为2.42、0.84 g/m~2。运行过程中,厌氧氨氧化菌形态从红棕色颗粒污泥变成了浮游态污泥,是Amx IMBR最显著的特征之一。高通量分析结果显示,浮游态污泥中的优势菌群主要为拟杆菌门(Bacteroidetes,47.83%)、浮霉菌门(Planctomycetes,21.2%)、变形菌门(Proteobacteria,18.85%),其中优势厌氧氨氧化菌属为Candidatus Kuenenia,相对丰度为17.08%。     

改性PVDF中空纤维膜处理压裂返排液研究

针对中空纤维膜应用于水力压裂返排液处理时存在的膜污染严重、通量衰减快、影响处理效率等问题,研究了PVDF固含量、凝固浴温度等因素对PVDF膜性能的影响,通过非溶剂致相分离法制备了PVDF中空纤维膜,并采用表面接枝技术,对PVDF中空纤维膜进行了表面亲水化改性。压裂返排液吸附实验结果表明,表面接枝降低了PVDF的接触角,提高了膜的亲水性。与未接枝改性的PVDF膜相比,亲水改性后的PVDF膜表面吸附的压裂返排液更少。将亲水性中空纤维膜用于页岩气水力压裂返排液的过滤处理,应用结果表明其对压裂返排液中的总铁、SS、浊度、细菌去除率达到90%以上,长时间运行后的通量保持率高,有较好的抗膜污染性。     

Effects of magnetic ion exchange pretreatment on low pressure membrane filtration of natural surface water

Magnetic ion exchange (MIEX) pretreatment has been increasingly employed by water treatment plants for removal of dissolved organic carbon (DOC). In this study, the effects of MIEX pretreatment on low pressure membrane filtration of natural surface water were investigated under different feedwater qualities, membrane properties, and MIEX dosing conditions. Regardless of feedwater DOC, moderate decrease in the total and hydraulically irreversible fouling was observed for a polyvinylidene fluoride (PVDF) microfiltration membrane and a polyethersulfone ultrafiltration (UF) membrane after MIEX pretreatment, which was coincident with moderate removals of high molecular weight DOC in the feedwaters. Comparatively, the fouling of a PVDF UF membrane did not decrease after MIEX pretreatment, revealing the impact of membrane properties on membrane fouling in the presence of MIEX pretreatment. Reuse of virgin or regenerated MIEX resulted in similar membrane fouling as observed with single use of the virgin MIEX. The level of DOC removal by MIEX was similar to the removal of MS2 bacteriophage spiked in the feedwater, suggesting a potential similarity in the removal of organic and microbial particles. In conclusion, MIEX pretreatment was effective for DOC removal, but less effective in controlling short-term membrane fouling or removing viruses.     

改性聚偏氟乙烯微滤膜深度处理城市污水的研究

采用改良的热诱导化学聚合技术,在聚偏氟乙烯（PVDF）微滤膜表面接枝具有离子交换性能的羧酸基团,并借助X衍射光电子能谱（XPS）和环境扫描电镜（ESEM）对改性PVDF微滤膜进行了表征.采用该改性PVDF（PAA/PVDF）膜深度处理城市污水,探讨了pH值、接触时间对处理效果的影响.试验结果表明：热诱导化学聚合技术在PVDF膜表面成功接枝了羧酸基团,PAA/PVDF膜对水溶性金属离子具有交换去除作用,出水水质优良.     

两种不同材质超滤膜处理饮用水的综合性能研究

研究了两种不同材质超滤膜处理饮用水的综合性能。结果表明,聚醚砜(PES)膜对CODMn及TOC的去除效果优于聚偏氟乙烯(PVDF)膜;PES与PVDF膜对浊度的去除效果相差不大,大部分出水浊度小于0.10 NTU;PES和PVDF膜对UV254无去除效果;PVDF膜比PES膜的跨膜压差高15%左右,且抗污性能比PES膜强,其电耗水平比PES膜高50%左右。     

一体式膜生物反应器同步硝化反硝化性能研究

构建了气升循环一体式膜生物反应器,将其用于处理城市污水,并对其同步硝化反硝化(SND)的形成过程进行了研究。结果表明,反应器内存在明显的好氧区和厌氧区,并利用曝气推动力实现硝化液在各区间的循环,能够形成良好的硝化和反硝化过程;在反应器结构一定的条件下,曝气强度成为制约溶解氧大小和分布的最主要因素,过大或过小的曝气强度对TN的去除都是不利的,当曝气强度控制在50~70 m3/(m2.h)时,系统对TN的去除效果最好,去除率为48.1%~54.0%,实现了较好的同步硝化反硝化效果。     

复合式膜生物反应器去除城市污水中TN的研究

采用复合式膜生物反应器（HMBR）中试装置处理城市污水,考察了对TN的去除效果并探讨了脱氮机理。试验结果表明,HMBR能够显著提高脱氮效果,对TN的平均去除率为50．9％,比常规膜生物反应器（CMBR）提高了13．8％。由于生物膜对松散附着型胞外聚合物（LB-EPS）的吸附作用,HMBR中的LB—EPS与CMBR的相比明显降低。LB-EPS的降低使HMBR中絮体的粒径增加了近1倍,絮体密度明显增大,提高了同步硝化反硝化的效果。另外,一定厚度的生物膜同样可以进行同步硝化反硝化。与CMBR相比,HMBR中的活性污泥絮体和生物膜在提高脱氮效果上分别贡献了8％、5．8％。     

New PVDF membranes: The effect of plasma surface modification on retention in nanofiltration of aqueous solution containing organic compounds

New nanofiltration membranes were prepared by non-solvent-induced phase inversion from a PVDF/DMF/water system. The effect of exposure time before coagulation on the membrane characteristics (morphology, thickness, overall porosity, tensile strength) was investigated. PVDF membrane prepared at a fixed exposure time of 45s (PF45) was further plasma surface modified (RF 13.56 MHz) (PF45psm), introducing amino groups on the membrane. The performances of PF45, PF45psm and of a commercial nanofiltration membrane (N30F) were tested in the removal of two dyes from aqueous solution, characterized by different charge and molecular weight (congo red and methylene blue). The observed rejections depended more on the charge of the compound than on their molecular weights and results were optimized for the plasma modified membrane (PF45psm) with respect to unmodified (PF45) and commercial N30F membranes. In particular, methylene blue was retained for 100% by PF45psm with a relative flux of 65% compared to 38% of rejection and 59% of relative flux observed for N30F.     

响应面法优化电解芬顿协同法深度处理老龄垃圾渗滤液

采用电解芬顿法深度处理老龄垃圾渗滤液,选取电量、进水 pH 值、进水氨氮浓度3个因素为变量,CODCr 去除率为响应值进行 Box-Behnken 中心组合设计。利用响应面法对试验结果进行分析,建立了 CODCr 去除率为响应值的二阶多项式模型并进行了方差分析和显著性检验,通过解模型逆矩阵得到最佳条件：单位面积电量为23．26 Ah／dm2、pH 值为3．58、进水氨氮浓度56．78 mg／L。在最佳条件下,CODCr 去除率为96．5％,与模型预测值偏差为4．45％,吻合度较高。对电解芬顿深度处理前后的渗滤液进行 GC-MS 分析,表明电解芬顿协同处理技术能有效降解垃圾渗滤液中难生化降解的有机物,将有机物种类从42种降低至21种,是较有效的深度处理技术。     

中桥水厂超滤膜深度处理工艺中试研究

分别以滤后水和沉后水作为进水,考察了超滤膜深度处理工艺的净水效能、膜通量、渗透性及清洗方式.结果表明,超滤膜深度处理工艺对浊度、总铁及色度具有较好的去除效果;以滤后水和沉后水作为超滤膜进水时,适宜的膜通量范围分别为(70 ～80)和(50～60) L/(m2·h);超滤膜-粉末活性炭组合工艺对浊度的去除效果很好,当PAC投加量为15 mg/L时,浊度去除率大于80.7％,TOC、CODMn 、UV254及氨氮去除率基本小于30％.     

Purification of oily wastewater by hybrid UF/MD

Investigations on the treatment of oily wastewater by a combination of ultrafiltration (UF) and membrane distillation (MD) as a final purification method have been performed. A tubular UF module equipped with polyvinylidene fluoride (PVDF) membranes and a capillary MD module with polypropylene membranes were tested using a typical bilge water collected from a harbour without pretreatment. The permeate obtained from the UF process generally contains less than 5 ppm of oil. A further purification of the UF permeate by membrane distillation results in a complete removal of oil from wastewater and a very high reduction of the total organic carbon (99.5%) and total dissolved solids (99.9%).