颗粒填料复合式膜生物反应器运行参数对膜污染的影响

为了探讨颗粒填料在减缓膜污染方面的作用,通过正交实验,研究了颗粒填料复合式膜生物反应器(HMBR)中膜通量、悬浮污泥浓度、颗粒填料体积三个运行参数对膜污染的影响.在实验过程中用平均膜过滤阻力的上升速率(K)来表征膜污染速率.结果表明,膜污染速率与膜通量、悬浮污泥浓度成正比,与填料体积成反比,填料颗粒能够有效地减缓膜污染和提高膜生物反应器的运行稳定性.各运行参数对膜污染速率的影响次序为:膜通量>悬浮污泥浓度>填料体积.在本实验条件下HMBR的最佳操作参数是:X=4g MLSS/L,C=20%,J=4.5L/(m2·h).     

好氧颗粒污泥膜生物反应器的研究进展

好氧颗粒污泥膜生物反应器(AGMBR)是一种将好氧颗粒污泥与膜技术相结合的复合式膜生物反应器(MBR)工艺,具有高质出水和低膜污染的特点.综述了AGMBR的典型构型和好氧颗粒污泥(AGS)的特性研究、AGMBR对有机物与营养元素的去除效能、膜污染的控制以及运行参数优化等方面的研究进展,并展望了AGMBR的应用前景和面临的挑战.     

颗粒物质控制膜污染的增强型膜生物反应器工艺的研究

用于废水处理的膜生物反应器工艺(MBR),是指通过膜过滤实现活性污泥与产水的分离的新型生化法处理废水技术.由于MBR具有占地面积小和出水水质好的优点,膜生物反应器成功应用到废水处理中的案例正在迅速增加.膜污染是MBR废水处理工艺面临的主要问题之一.膜污染会导致膜的渗透性能降低,为此必须通过化学清洗才能恢复膜的性能.为了实现无化学清洗的MBR工艺,研究使用持续物理冲刷去除膜污染层的方法.在活性污泥中加入颗粒物质(粉料),通过这些颗粒物质的持续冲刷作用实现去除膜污染层的目的.经过8个多月的实验,膜组件的渗透性能保持不变,通量可以达到40 L/(m2.h)以上.系统安装了在线的浊度仪作为产水质量的检测,在试验过程中,浊度始终没有变化.作为对比,同时也进行了一个参照实验(MBR标准工艺,没有加入颗粒物质),实验结果表明,传统的MBR工艺的膜组件渗透性能会不断下降导致通量下降,需要进行化学清洗.新型MBR工艺高通量和无需化学清洗的优势,将极大地提高MBR工艺的成本效益.     

PAC-MBR组合工艺在水处理中的应用研究现状

膜生物反应器(MBR)技术目前已在水处理领域得以广泛的研究和大规模的应用,为了进一步扩大该技术的应用领域并有效的控制其膜污染问题,粉末活性炭-膜生物反应器(PAC-MBR)组合工艺成为MBR技术领域的研究热点之一.在介绍PAC-MBR组合工艺原理的基础上,详细论述了投加PAC对该工艺的关键运行参数和膜污染的影响,以及该组合工艺在水处理领域中的应用现状,并展望了该技术的研究及应用前景.     

生物铁法-膜生物反应器中膜过滤特性的研究

在浸没式膜生物反应器(简称MBR)处理模拟印染废水的过程中,通过向反应器中投加氢氧化铁絮体,进而形成生物铁污泥,来实现膜污染的防治.从操作压力变化、污泥阻力分布、膜污染电镜照片、污泥显微镜照片、污泥粒径分布等测定和观察结果表明,生物铁法MBR污泥总阻力仅为普通MBR污泥总阻力的1/3,这说明投加氢氧化铁絮体后增加了膜水通量,明显减小了膜过滤阻力.     

MBR膜污染的形成及其影响因素研究进展

拥有众多优势的膜生物反应器(MBR)技术在污废水处理方面有着广阔的应用前景,膜污染一直是MBR技术应用研究的热点和难点.膜污染的形成和主要污染因素的探讨为MBR膜污染研究奠定了基础,而确定操作工艺条件和膜特性对膜污染的影响规律,可为MBR系统设计或运行中减缓和控制膜污染提供指导.本文概述MBR膜污染的形成过程、主要污染因素及操作参数和膜性能对膜污染的影响.     

pH对膜污染层EPS污染特征的影响及机理分析

溶液pH值不仅影响溶质的电荷等表面性质,同时也影响膜表面的特性,从而影响溶质与膜表面之间的相互作用和溶质在膜面的沉积量及膜通量.胞外多糖(Extracellular POlvsac-charides,EPS)是膜生物反应器(Membrane Bioreactor,MBR)中主要的膜污染物质之一,从实际MBR膜污染层中分离纯化得到的EPS,在EPS引起膜污染机理分析的基础上,以过滤阻力、EPS在膜表面沉积量及膜通量为评价指标,综合分析不同溶液pH对EPS污染特征的影响,可为揭示MBR中EPS膜污染的成因和机理以及污染膜的清洗提供参考.结果表明,MBR膜污染层EPS的膜污染过程较好地符合沉积阻力模型,EPS在膜表面的污染主要是EPS沉积引起的;EPS溶液的pH越高,其与膜之间的排斥力越大,沉积量越少,沉积阻力越小,膜通量越高.pH为7.0时,沉积阻力为3.34×10~(11) m~(-1),沉积量为1.25 g/m~2,初始相对膜通量为9.8%.     

基于人工神经网络的MBR膜污染研究现状

膜生物反应器(MBR)是膜分离技术与生物处理技术相结合的一种新型、高效的污水处理技术,当前膜污染已成为限制MBR工艺推广应用的主要问题.分析了当前MBR膜污染规律的研究现状,指出了现有研究的不足,明确了人工神经网络(ANN)方法运用于MBR膜污染规律研究的优势.对ANN模型在MBR膜污染研究中的应用案例进行系统梳理,阐明了该方法在MBR膜污染研究领域的发展方向,为ANN模型在MBR膜污染研究领域的应用提供依据和参考.     

TiO_2动态改性膜应用于MBR的研究

采用二氧化钛(TiO_2)纳米粒子对聚偏氟乙烯中空纤维膜微滤膜(PVDF MF,0.1μm)和实验室自制聚砜中空纤维膜超滤膜(PSF UF,0.05μm)进行表面亲水改性,以期提高膜的抗污染能力.采用膜接触角、纯水通量、出水TOC、膜压差和扫描电子显微镜(SEM)进行表征了TiO_2动态膜的性能.将TiO_2纳米颗粒改性后的PVDF MF和PSF UF膜应用于膜生物反应器(MBR)处理模拟焦化废水(TOC=500 mg/L),考察了其对MBR过滤性能的影响.实验结果表明,改性后膜的水接触角明显减小,亲水性增强,TMP升高速率明显降低,模拟焦化废水,TOC的去除率平均可达95%,经返洗及次氯酸钠清洗后膜表面TiO_2层外观没有明显变化.改性后的膜组件较显著地增加了MBR的膜抗污染的优势,且具有一定的稳定性.因此,将TiO_2动态改性耐污染膜应用于MBR是可行的.     

微污染水处理中投加粉末炭减缓膜污染的机理研究

采用MBR(膜生物反应器)及MBR-PAC(PAC,粉末活性炭)组合工艺处理微污染湖水.试验考察了各工艺条件下的膜污染状况,发现投加PAC降低了膜阻力,利于减缓膜污染.为了进一步研究相应的机理,采用空间排阻液相色谱(SELC)法对粉末炭投加前后膜污染物的分子量分布(MWD)进行了直接和间接的测定.结果表明,在MBR应用于微污染湖水处理时,小分子物质是一类重要的膜污染物质.PAC对大量小分子污染物(MW<3 000)的有效吸附去除是投加PAC后膜污染状况改善的重要原因.     

浸没式双轴旋转厌氧膜生物反应器的膜污染机理研究

试验研究了新型浸没式双轴旋转厌氧膜生物反应器处理啤酒废水的膜污染机理.分析了膜阻力分布情况和膜污染速率及稳定运行时膜过滤阻力随运行时间变化的阻力模型.结果表明,最初很短时间内膜污染受膜孔堵塞模型控制,之后受泥饼层阻力模型控制,后一阶段是膜污染的主要控制阶段.经过146天的运行,膜污染较轻,过滤阻力随时间增大的速率非常缓慢,并在一定膜转速下,过滤阻力保持不变.证实了系统由双轴旋转膜组件形成的湍流可削弱膜表面的浓差极化及泥饼层的形成,从而有效地控制膜污染.     

Evaluation of potential integration of entrapped mixed microbial cell and membrane bioreactor processes for biological wastewater treatment/reuse

The challenge of biological wastewater treatment process is the design and operation of effective retention of mixed microbial cells within the reactor. Entrapped mixed microbial cell (EMMC) technology is designed to entrap the mixed microbial cells in polymeric carriers; membrane bioreactor (MBR) process utilizes membrane sheets/fibers to effectively retain the biomass in the reactor. These two biotechnologies are considered potential alternatives for conventional biological treatment/reuse because of their capability of retaining high concentration of biomass in the reactor, or in other words increasing the solid retention time (SRT). The simultaneous removal of organics and nitrogen were investigated using a modified EMMC system design. The modified EMMC system demonstrated higher organic and nitrogen removal performance due to high SRT. Compared to single-stage MBR process operated at similar conditions, the modified EMMC system was able to achieve slightly lower organic removal, comparable nitrification, and higher total nitrogen removal. One limitation in applying an EMMC only treatment process regime for potential reuse of treated wastewater is that such an operation requires the removal of pathogens and large particles if disinfection and solid/liquid separation were not followed. The major challenge of MBR process to overcome is membrane fouling, and the high energy consumption associated with fouling control. The intrinsic features of EMMC process including high SRT, low, and stabilized effluent suspended biomass concentration may significantly reduce the chance and extent of membrane fouling; while the membrane filtration can further polish the effluent quality from EMMC process. Therefore, integrating MBR and EMMC is strongly recommended because it may be a ??break-through?? for solving the membrane fouling problem and in improving effluent quality for potential reuse.     

计算流体力学对膜生物反应器水力学特征的模拟研究

通过计算流体力学(CFD)中的FLUENT软件,对膜生物反应器内流场和流态进行模拟,定量给出了其流速与剪切力的分布.研究了膜组件距离反应器底部不同距离时的水力学情况和水力学条件.对比了膜生物反应器中,玻璃纤维编织管式膜组件与平板膜组件,由于构型不同所导致的水力学条件差异.结果表明,从雷诺数和质量流速率参数分析,玻璃纤维编织管式膜组件的水力学条件更好,更有利于膜污染的防治.探讨了单个与多个曝气器情况下的流速分布,结果表明,后者流速分布更为均匀.由本文研究结果可知,计算流体力学可以作为一个有力的工具应用于MBR及其膜污染控制研究中.     

废弃聚偏氟乙烯中空纤维膜再生与回用性能

研究了经膜生物反应器(MBR)系统运行6年的废弃聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜再生回用性能。讨论了运行过程中膜污染对PVDF中空纤维膜的影响;采用溶液相转化法制备了再生PVDF平板膜。研究结果表明,经运行6年后,PVDF中空纤维膜中致孔剂(如聚乙二醇(PEG)或聚乙烯吡咯烷酮(PVP))含量减少至零,断裂强度降低,断裂伸长率减小,相对分子质量降低,结晶度升高,膜孔堵塞等现象明显;与常规PVDF膜相比,再生PVDF膜的断裂强度和断裂伸长率较小,成膜过程中致孔难度增大(孔隙率较低),而再生PVDF膜的润湿性、渗透性以及截留率等与常规PVDF膜相近。     

膜生物反应器运行中的膜污染及其控制

阐述了膜生物反应器(MBR)在水处理方面的优缺点及膜污染的主要影响因素,总结了国内外关于膜污染及其数学模型的研究进展,归纳出膜污染模型的几种形式,并从膜本身的理化性质改变、混合液理化特性改善、操作条件优化等方面论述了减缓膜污染的方法及措施,介绍了几种膜清洗的方法及设计和操作过程中应注意的问题,提出了今后研究的重点和方向．     

纳米SiO2-氧化石墨烯/聚偏氟乙烯杂化膜的制备及特性

采用原位水解的方式制备了新型SiO₂-氧化石墨烯（GO）纳米杂化颗粒。选择GO、SiO₂、SiO₂-GO颗粒和聚乙烯吡咯烷酮（PVP）为添加剂,采用浸没沉淀相转化法分别制备了聚偏氟乙烯（PVDF）杂化膜。测定了PVDF杂化膜的纯水通量、膜面接触角、牛血清白蛋白（BSA）截留率和污染恢复率等参数。结果表明,SiO₂-GO/PVDF-PVP膜的接触角从78.4°减小到66.02°,膜的亲水性能有所提升。同时,SiO₂-GO/PVDF-PVP膜的纯水通量最大（1 018 L/（m²·h））,对BSA的截留率达到81.5%,污染恢复率达到了78.65%以上。新型SiO₂-GO纳米杂化颗粒协同PVP添加剂增强了PVDF超滤膜的水通量、污染物截留和抗污染特性等综合性能,为传统PVDF有机膜的改性提供了一种新方法。