污水深度回用反渗透膜面微生物污染机理试验研究

微生物污染是最复杂的膜污染形式,是污水深度回用反渗透设备运行过程关注的焦点.通过实验室静态试验和错流过滤动态试验研究了污水回用反渗透膜的微生物污染的机理和特性,结果表明:造成污染的微生物主要为杆菌和丝状菌;在没有微生物源及没有微生物生长和繁殖的必需营养物质的情况下,膜面基本不发生微生物污染;杀菌处理对于防止微生物污染很重要,已经污染的膜面更易于发生微生物污染,做好反渗透设备的停备用保护工作是防止微生物污染的必要手段.     

超滤膜处理净水厂沉淀池出水的中试研究

采用中试规模的内压式超滤膜系统处理水厂沉淀池出水,考察超滤膜系统长期运行的出水水质情况。结果表明,超滤膜系统在处理不同水质期沉淀池出水时具有较高的除浊率,平均除浊率达到93.4%,且99.4%的出水浊度<0.1 NTU,去除效果明显优于同期传统的滤池工艺。超滤膜系统对沉淀池出水中有机物的去除效果有限,对CODMn和UV254的平均去除率分别为17.2%和8.2%,出水CODMn≤2.0 mg/L的保证率在98%以上,膜出水CODMn浓度受进水水质和运行条件的影响不大。膜进水中以小分子质量有机物为主,在MW<1 ku区间内的DOC和UV254占到整体有机物含量的57.3%和53.5%。超滤膜系统对微生物的去除效果良好,膜出水水质大部分时间无需经过消毒就能保证卫生要求,可降低后续消毒的加氯量,从而减少消毒副产物的生成量。     

主动错流式MBR与A~2O联用处理生活污水研究

将自主研发的主动错流式膜分离器(RMBR)安装在A2O工艺的好氧池而形成A2O-RMBR工艺依靠膜分离技术强化传统A2O工艺对有机物和氮、磷的去除。采用该组合工艺处理苏州某厂区生活污水,除污效果良好且稳定,平均出水COD、NH+4-N、TN和TP分别为41.8、0.78、5.5、0.45 mg/L,去除率分别为91.7%、96.2%、89.7%和90%,出水水质稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)的一级A标准。     

不同混凝剂强化除藻、除浊的研究

采用聚合氯化铝(PAC)、聚合氯化铝铁(PAFC)、聚合硫酸铁(PFS)、聚合硫酸铝(PAS)和硫酸铝(AS)五种混凝剂对某含藻湖水进行强化混凝除藻、除浊试验研究,考察了混凝剂种类及投量、原水pH、沉降时间等因素对强化混凝效果的影响。结果表明,五种混凝剂的综合除藻、除浊性能排序为:PACPAFCPFSPASAS;在原水pH值为5~9的范围内,含铁混凝剂PFS和PAFC对pH的适应性较强,且在pH值为5~7的弱酸性条件下,PFS的除藻、除浊性能最优,当其投量为4 mg/L时,除藻率近80%,除浊率可达80%以上;而在pH值为7~9的弱碱性条件下,PAC则表现出更好的除藻、除浊效果,当其投量为4 mg/L时,除藻率和除浊率可分别达到83%和90%;AS对pH的适应性最差,其除藻、除浊效果最差;另外,五种混凝剂的除藻率、除浊率均随沉降时间的延长而增大,最佳沉降时间为20 min。     

超滤/纳滤组合工艺的运行与优化研究

以超滤/纳滤组合工艺深度处理钱塘江水,探讨了运行参数对该工艺出水水质的影响以及物理和化学清洗的效果。结果表明,通量的增加以及运行周期和浓水排放周期的延长均可在一定程度上提高出水水质,但同时会加剧膜污染;运行压力的增大和错流速度的增加会提高膜通量和出水水质,膜污染速率会随压力的增加而加快,随错流速度的增大而减小;而提高回收率会使出水水质变差,同时加剧了膜污染;随着运行时间的延长,物理清洗对膜通量的恢复作用逐渐降低,适时的化学清洗可有效恢复膜通量,延长膜的使用寿命。     

序批式一体化膜生物反应器的脱氮除磷效果

采用序批式一体化膜生物反应器(SBSMBR)处理模拟生活污水,考察了其脱氮除磷效果.该工艺通过合理控制单个反应器的曝气时间和曝气量来构建交替式厌氧/好氧环境,试验中反应器内混合液的污泥沉降性能始终保持良好,平板膜没有进行化学清洗,未产生不可逆的膜污染;不同工况下系统对COD、氨氮、总氮和总磷的平均去除率分别达到96.39%、97.79%、89.30%和43.79%,且系统的抗冲击负荷能力强.     

超滤组合工艺启动阶段处理含嗅微污染水的效能

以实验室模拟含嗅微污染水为研究对象,对比考察常规处理/浸没式超滤膜组合工艺(CUF)和常规处理-粉末炭/浸没式超滤膜组合工艺(CPUF)启动阶段的除污效能及膜污染状况。结果表明:两种组合工艺的除浊率均稳定在98%以上;CPUF工艺开始稳定去除NH+4-N的时间较CUF工艺缩短了7 d,且对UV254的去除率增加了16.3%,出水土臭素平均浓度为3.44 ng/L,远低于CUF工艺出水的18.99 ng/L。CPUF工艺能有效延缓膜污染,连续运行28 d后跨膜压差仅增长了1.49 kPa,较CUF工艺低1.78 kPa。     

硅藻土预涂动态膜的错流过滤研究

与微滤工艺的出水水质相近的动态膜技术,具有投资小、膜污染容易控制、能耗低等优点.以不锈钢丝网为基网、硅藻土为预涂材料制备动态膜,并采用错流操作方式进行过滤.试验结果表明:动态膜错流工艺的预涂时间短、通量大、出水浊度低,且对有机物的去除率可达30%左右.采用恒定压力运行,当动态膜的跨膜压差由0.01 MPa增大到0.02 MPa时,出水通量变大,但运行周期缩短;由0.02 MPa增大到0.03 MPa时,出水通量变小,且运行周期缩短.初始通量越小则跨膜压差的上升速度越慢,运行周期越长.此外,随着预涂混合液浓度的增大,运行周期变长,出水通量变小.对颗粒在膜表面的受力分析表明,跨膜压差和错流速度对动态膜的性能具有重要的影响.     

膜法海水淡化中试研究

采用超滤及反渗透膜法技术处理某钢铁厂热法海水淡化产生的浓水,浓水温度约为42℃,预处理采用冷却塔将原浓水温度分别降至32和28℃,分别采用一级和二级反渗透进行处理,考察了温度、反渗透级数对产水中氯离子浓度的影响,一级和二级反渗透系统的回收率以及预处理中砂滤及超滤的除浊效果。结果表明,随着水温的升高,系统对氯离子的去除率降低,当水温达到32℃时,采用一级反渗透无法保证产品水中氯离子浓度满足要求,系统采用一、二级反渗透产水混合方式即可满足出水水质要求;一级和二级反渗透的回收率分别为40%和90%;砂滤产水浊度受系统进水浊度影响严重,超滤产水浊度一直很稳定;系统脱盐率稳定达到99.7%以上。     

絮凝-溶气气浮处理低温、低浊水(中试)

采用絮凝－溶气气浮（DAF）工艺处理密云水库低温、低浊水的中试结果表明,碱化度B值越高的PAC,其电中和能力越强,而且在相同的除浊效果下絮凝剂投量也越少。该工艺对于不同浊度的原水可达到70％－85％的除浊率,且原水浊度越度,除浊率也越高,此外该工艺对浊度为100NTU的排洪水有足够的缓冲能力。     

TFC-ES正渗透膜的性能研究

以TFC-ES正渗透膜分离系统为基础,考察了膜朝向、错流速度2个影响因素对膜的水通量和驱动溶质逆向渗透现象的影响。结果表明,F0模式下膜的初始水通量远低于PRO模式,且F0模式下水通量随运行时间整体变化趋势较小,驱动溶质逆向渗透现象较轻;在保持其他运行条件不变的情况下,水通量随错流速度的增大而增大,驱动溶质逆向渗透现象也随之变得更加严重。     

自生动态膜生物反应器处理城市污水

采用自生动态膜生物反应器（SFDMBR）处理城市污水，结果表明，在整个试验期间反应器对COD的平均去除率为81％，在稳定运行期间，对氨氮的平均去除率为87％，对总磷的平均去除率为70％；两边侧向曝气的效果明显优于单边侧向曝气，它不仅能够加大膜片间的错流流速，而且还能使错向流更加均匀；自生动态膜的形成较恢复快，且恢复速度随运行时间的延长呈递增趋势；出水水头、污泥浓度、膜通量、混合液粘度、膜面错流流速等对膜阻力有影响。     

超滤膜处理沉淀池出水的膜污染影响因素研究

在中试规模下采用超滤膜处理供水厂的沉淀池出水,考察了供水厂原水水质期、混凝剂和助凝剂的种类、膜通量以及过滤周期等因素对膜污染的影响.结果表明,不同水质期的膜污染速度顺序为:低温低浊期>常温常浊期>高温高藻期;混凝剂及助凝剂的种类和投量对膜污染有一定的影响;膜通量越小、过滤周期越短,则膜比通量下降速率和衰减速率越小,膜污染速度越慢.     

膜技术回收处理水厂生产废水试验研究

采用机械搅拌澄清池→保安过滤器→超滤膜过滤工艺对北京某水厂生产废水(沉淀池排泥水的上清液与煤砂滤池、活性炭滤池的反冲洗水的混合液)进行了回收利用的中试研究,并对比了不同种类混凝剂对膜过滤性能及除浊效果的影响,确定了聚铝的最佳投量为4 mg/L.中试结果表明,采用该工艺处理生产废水,产水各项指标均优于或达到<生活饮用水卫生标准>(GB5749-2006),水的回收率达到了95%.此外还对膜面上的污染物进行了能谱分析,确定了其清洗方法(化学清洗剂为盐酸和次氯酸钠,清洗周期为2个月).     

反渗透特种膜处理湿法脱硫废水中试研究

采用反渗透特种膜处理火电厂湿法脱硫废水,探讨了影响膜性能的因素,考察了反渗透系统对脱硫废水的处理效果。结果表明,进水电导率和进膜压力对膜性能均有一定影响,膜通量最大可达到18.22 L/(m2·h),对电导率的截留率最高可达97.5%以上;废水中的有机物大部分为含有多个甲基的环状碳硅有机化合物,在进膜压力为9.0 MPa的条件下,反渗透系统运行稳定后对COD和氯离子的去除率分别可达到85%和88%以上,对Cu、Mg、Ca、As的去除率均可达到84%以上,对Cr、Pb、Ni的去除率可达到49%以上。脱硫废水经反渗透系统处理后,满足火电厂内部分工艺回用水水质要求。     

预氧化联合污泥回流处理低浊微污染水试验研究

研究了采用高锰酸钾预氧化与污泥回流联用工艺对低浊微污染原水的处理效果。结果表明,采用污泥回流可有效改善沉后水浊度,最佳回流比为60%,沉后水浊度从无回流时的1.91NTU下降到1.51NTU;粉末活性炭与污泥一同回流能改善滤后水有机物的去除效果。投加高锰酸钾进一步提高了处理效果,污泥回流则强化了高锰酸钾的助凝除浊效果,使有机物去除作用更显著。     

地下工程模拟氡室的研制

为满足地下工程除氡设备测试的需要,进行了地下工程模拟氡室的研制。各项性能检测试验表明:氡室设计合理,气密性良好,各项指标均达到试验要求;氡源释放氡子体空间分布均匀,浓度长时间稳定;氡室中间位置为最佳氡源释放点;除氡子体试验发现除氡子体设备运行的最大除氡子体率为85. 24%,设备运行良好;地下工程模拟氡室达到试验任务需求。     

纳滤膜去除饮用水中有机物及类炭疽杆菌

以某自备井水和类炭疽杆菌污染水为研究对象,考察了纳滤工艺对水中有机物和类炭疽杆菌的去除效果.结果表明井水经10μm保安过滤器、活性炭柱、超滤处理后可满足纳滤的进水水质要求;纳滤工艺可有效去除水中的有机物及致癌、致畸、致突变物,对TOC的去除率＞90%,出水的Ames试验结果为阴性;在类炭疽杆菌含量为27000～33 000 CFU/100mL的条件下,超滤膜的除菌率为89.7%,纳滤膜的除菌率为48.78%,而离子交换树脂则无除菌作用;当采用纳滤工艺去除类炭疽杆菌及其繁殖体时,需先经过消毒处理才能达到理想的净化效果.试验所设计的化学清洗方法,对膜污染的控制具有良好的效果.     

海绵填料对AAO—MBR处理效能及膜污染的影响

在相同的运行条件下,分别采用AAO—MBR与AAO—HMBR(投加海绵填料的复合式膜生物反应器)处理生活污水,考察投加海绵填料对AAO—MBR处理效能及膜污染的影响。结果表明,两种反应器对生活污水中的COD、氨氮、TN均有较好的去除效果,出水中除TP之外的其他指标浓度均能满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)的一级A标准。投加填料后,反应器对COD、氨氮、TN和TP的去除率分别由92.71%、95.08%、41.87%、64.13%提高至96.06%、98.34%、59.10%、72.20%;另外,膜污染状况也有所改善,当跨膜压差(TMP)达到26kPa时,HMBR运行了20 d,而MBR仅运行了13 d;在60 d的运行过程中,MBR中的膜组件进行了4次清洗,而HMBR中的膜组件仅清洗了2次。运行相同时间后,MBR的膜表面有清晰可见的污染物附着,而HMBR的膜表面仅有少量污染物附着;红外光谱分析表明,膜表面滤饼层污染物主要为蛋白质与多糖。     

复杂进水条件下微滤膜的膜污染解析

微滤膜在处理由钢铁废水、生活污水、工业废水等形成的综合废水时出现了膜通量下降、产水量降低的问题。为了解析膜污染原因,对污染膜进行了力学性能测试、膜孔结构表征和膜垢特征元素分析。结果表明,膜丝外表面由无机垢体、大分子有机物、胶体等经长期累积形成了致密的凝胶层;内表面的膜孔则被有机污染物和无机盐沉淀附着,分析原因是反洗水中加入了过量的次氯酸钠所致。降低膜进水浊度和COD、加强反洗和提高错流速度、降低成垢离子浓度是控制膜外表面污染的有效方法;控制反洗水中次氯酸钠投加量,使反洗水pH值<8.0是解决膜丝内表面污染的有效方法。