动态膜生物反应器中投加壳聚糖延缓膜污染的实验研究

采用两套平行动态膜生物反应器(DMBR),研究投加壳聚糖对DMBR中污泥混合液特性和膜污染的影响。实验结果表明:投加壳聚糖的反应器对污染物(COD、TN、NH3-N、TP)去除率分别增加4.48%、6.01%、8.64%、13.8%,且膜通量衰减速度、混合液中EPS含量增加趋势、Zeta电位降低程度、小于10μm的粒径所占的比例均小于对照反应器。壳聚糖对控制膜污染有积极作用。     

复合膜生物反应器处理生活污水的特性

通过对投加填料的膜生物反应器处理生活污水的特性进行了系统的研究，研究结果表明投加填料的膜生物反应器的上清液及系统出水COD浓度低于不加填料的；反应器稳定运行后膜的通透性随运行时间的延长而缓慢下降，且较投加填料前明显增大；反应器中，附着相和悬浮相污泥共存，并以附着生长的微生物为主，悬浮污泥浓度低可以有效的减缓膜过滤阻力的上升和膜的堵塞．维持反应器内总污泥浓度较高的条件下，使随混合液进入膜分离的悬浮污泥量保持很低，减少了其对膜的通透能力的影响。     

活性污泥与悬浮填料膜生物反应器性能的模糊综合评判

用模糊综合评判法对活性污泥-MBR和悬浮填料-MBR处理工艺进行了综合评判.在相同进水水质和操作条件下,选取出水水质和混合液造成的膜污染构成模糊评判因素集,在确定各项综合评判因素具体评判指标隶属函数的基础上,进行多级模糊评判.评判结果显示:活性污泥膜生物反应器在投加悬浮填料后,提高出水水质效果的同时可以有效减轻膜污染.     

胞外聚合物对一体式膜生物反应器过滤特性的影响

考察一体式膜生物反应器(SMBR)运行中胞外聚合物(EPS)含量与膜过滤特性的关系,实验结果表明:EPS在反应器和膜表面均积累,引起混合液粘度和过滤阻力的增加;膜表面吸附的EPS质量随着悬浮EPS浓度变化而变化;周期性排放污泥可减少反应器内悬浮EPS浓度和膜表面EPS含量,从而降低膜的过滤阻力;膜生物反应器中悬浮EPS浓度与过滤阻力之间的相关性方程为:R=7×10~5×P~(3.3385)_v;单位膜面积吸附EPS质量与过滤阻力之间的相关性方程为:R=3.1525×10~(13)×P_u-2.201×10~(12)。     

胞外聚合物EPS对MBR膜污染的影响

EPS普遍存在于活性污泥絮体内部及表面,在细胞之间构成一种架桥作用,细胞通过这些胞外物质进行物质和能量的传递,具有重要的生理功能.MBR膜通量下降主要来自污泥而非上清液中的胶体和溶解性有机物;EPS浓度和组成影响污泥混合液疏水性、Zeta电位、黏度、粒径等物理、化学特性和菌胶团的生物活性,且与膜污染程度相关关系良好;通过操作条件的调整可以改变EPS的组成和含量,在保证污泥系统正常运行的同时维持良好的膜通量.     

滑石粉对MBR法处理造纸废水的影响

目的减缓膜污染同时更好地处理造纸废水．方法实验选用一体式膜生物反应器法处理造纸废水，并在反应器中投加具有吸附性能的滑石粉，滑石粉用0．1mm孔径的筛网筛出，其投加量为1．2g／L．结果实验结果表明．在水力停留时间不变的条件下，污泥质量浓度逐渐增大出水CODCr的含量逐渐降低，当污泥质量浓度达到10g／L以上时，废水CODCr的去除率可达到90％以上．滑石粉的投加降低了泥水混合液的黏性，形成的污泥颗粒较大较松散，减缓了泥饼层的形成．结论滑石粉的吸附作用对造纸废水中难降解的有机物大分子的去除起到了良好的促进作用，减缓了膜污染，在膜生物反应器中投加滑石粒具有可行性．     

投加粉煤灰对膜生物反应器膜过滤特性的影响

向膜生物反应器(MBR)中投加粉煤灰(CFA),通过分析MBR系统中膜通量和对污染物的影响,考察投加粉煤灰对MBR系统过滤特性的影响。结果表明,运行10d后,未投加和投加CFA的MBR系统的膜通量分别降至初始的56.3%和78%;磷和COD的去除率分别达60%和90%以上,污泥中胞外聚合物(EPS)浓度有很明显的降低。由此表明,投加粉煤灰可减缓膜污染,延长膜的过滤周期。     

膜生物反应器处理洗车废水试验

目的确定膜生物反应器处理洗车废水试验中膜生物反应器工艺流程适合的膜操作条件,分析操作条件与活性污泥悬浮液性质之间的关系.方法采用膜生物反应器试验装置,全面考察操作压力、曝气量、膜面流速对膜通量的影响.结果膜面流速影响着膜表面凝胶层的形成,并由此影响膜通量,增大膜面流速是抑制膜污染的有效手段;曝气量的增加能在膜的表面形成较大的错流速度,使污染物不易在膜表面积累,而且可以加快污染物在膜表面的脱离.但曝气量过大可能会导致污泥混合液中粒径减小,影响膜过滤;在停抽过程中,由于曝气和扩散作用,膜表面沉积的污染物会脱离膜表面而反向扩散,有利于污染物脱离膜表面.结论影响膜分离特性的因素很多,在MBR中存在着一个临界压力,所以设计膜生物反应器时,需选择合适的操作压力.     

混凝法控制膜生物反应器污泥膨胀的试验

目的 利用混凝法控制一体式膜生物反应器的污泥膨胀，以减轻反应器的膜污染，降低运行成本．方法 向反应器中投加混凝剂，经活性污泥30min静沉试验，检测污泥的沉降性能，并测量反应器出水COD、NH3-N值，通过改变投加混凝剂的种类和剂量，测试不同条件下混凝剂对污泥沉降性能和反应器污水处理效果的影响．结果试验表明，投加氯化铁混凝剂，能够有效提高活性污泥的沉降性能．在已经发生膨胀的反应器中，连续投加混凝剂和助凝剂则效果更好．并且，混凝法控制反应器污泥膨胀的同时，可提高膜生物反应器处理污水中有机物的能力，COD去除率提高11．68％．结论 通过对发生污泥膨胀的膜生物反应器投加混凝剂，不但可以有效地控制活性污泥的膨胀，而且能够强化处理效果．其中投加氯化铁的效果最佳，并且提高了MBR中处理有机物的能力．     

阴离子聚丙烯酰胺对MBR抗膜污染作用

采用阴离子聚丙烯酰胺A110对膜生物反应器(MBR)的抗污染情况进行可行性研究,考察了阴离子和两性聚丙烯酰胺类药剂与聚合氯化铝(PAC)复配使用及单独使用PAC对MBR运行的影响.研究结果表明:10mg/L聚丙烯酰胺与PAC复配使用可使污泥混合液Zeta电位提高,毛细吸水时间(CST)减小并保持相对稳定,较单独使用PAC的膜可持续性使用能力有所提高,同时小分子类阴离子聚丙烯酰胺A110的效果比大分子类两性聚丙烯酰胺ZPAM8030L的效果更好.     

Fouling Characteristics and Prevention Techniques for Membrane Bioreactor

Membrane fouling is the main problem of membrane bioreactors (MBR), which seriously influences its wastewater treatment effect and running. The characteristics of microbiology and hydrodynamics concerning membrane fouling were investigated and the measure was put forward for optimum operation of MBR. The measure is that 1) the parameters of activated sludge concentration (X) and membrane flux should be lower than the critical values of X and membrane flux respectively, and 2) the activated sludge should be discharged periodically. The experimental results show that the combination backwashing of gas and permeated effluent is better than single gas backwashing or single permeated effluent backwashing. This technique can remove the cake layer deposited on the membrane surface, decrease the membrane fouling, and recover the membrane flux effectively. So it is effective for prevention of membrane fouling.     

MBR+蠕虫反应器膜污染特征及微生物群落结构

为研究针对MBR+蠕虫反应器工艺中蠕虫捕食对膜污染的影响,在常温下分别平行运行MBR+蠕虫反应器(R1)和作为对照系统的MBR+空白蠕虫反应器(R2).监测R1工艺中MBR(S-MBR)和R2工艺中MBR(C-MBR)的跨膜压力(pTM),检测污泥混合液及泥饼层微生物代谢产物的变化.利用变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术分析S-MBR和C-MBR中微生物种类和分布.结果表明:S-MBR的膜污染周期为90 d,C-MBR的膜污染周期为28~37 d,蠕虫捕食导致S-MBR中SMP和EPS的多糖和蛋白质减少.S-MBR膜丝表面是微生物菌群Alphaproteobacterium,Betaproteobacterium,Deltaproteobacterium和Geobacter,而C-MBR膜丝表面是微生物菌群Azorhizobium,Rhodobacter,Gammaproteobacterium和Flavobacteria,对MBR膜污染进程起主要作用.Caldilinea可能与S-MBR膜污染减轻有关.蠕虫捕食可改变微生物群落结构,减缓S-MBR膜污染.     

两种膜的前端处理技术减缓膜污染的试验研究

通过超滤膜过滤粉末活性炭预处理长江水和混凝沉淀预处理太湖水的上清液试验,比较各工艺中有机物极性含量的变化,结合膜的扫描电镜照片,探讨粉末活性炭和混凝沉淀预处理技术对膜污染的减缓作用。结果表明,疏水性有机物是造成膜污染的主要因素,亲水性有机物对膜污染的影响较小。超滤膜分别过滤经20mg/L投量的粉末活性炭预处理的长江水样和25mg/L投量的聚合氯化铝预处理的太湖水样时,相比直接过滤2种原水,超滤膜反洗后膜通量可有效恢复。粉末活性炭和混凝沉淀预处理后,膜表面形成的滤饼层较松散,易被周期性反洗排出膜组件,滤饼层可阻止疏水性有机物直接沉积在膜表面,减缓超滤膜污染,同时也可提高超滤膜出水的化学安全性。     

Membrane fouling characteristics analysis of high concentration powdered activated carbon-microfiltration integrated system

The membrane fouling characteristics of high concentration powdered activated carbon-microfiltration (HCPAC-MF) integrated process are studied by comparing them with those of direct microfitration system using the particle counter,scanning electron microscope (SEM) and atomic force microscope (AFM). The results indicate that the specific flux of HCPAC-MF is 3 times better than that of the direct filtration process after the system is stabilized. The addition of HCPAC changes the particle distribution of raw water and influences the structure of surface fouling layer. The PAC with irregular shapes aggregating on the membrane surface makes the cake layer structure loose and increases the roughness of membrane surface,and this decreases the thickness of hydrodynamic boundary layer and the membrane resistance. After the physical cleaning,the membrane surface and pores are clean without any fouling matters aggregation,which illustrates that the cake layer of PAC can be formed quickly in this HCPAC environment and prevent the occurrence of irreversible fouling.     

微气泡曝气中活性污泥混合液性质变化

采用SPG膜微气泡发生系统,考察微气泡曝气过程中,污泥混合液性质的变化及相关关系,包括污泥粒径、污泥EPS质量浓度、上清液浊度和有机碳质量浓度、混合液黏度和表面张力等.结果表明,在微气泡发生系统中液体循环泵的水力剪切作用造成污泥絮体破碎及污泥粒径减小.在该过程中,污泥EPS释放,上清液浊度和有机碳（特别是胶体有机碳）质量浓度升高,同时污泥絮体的再絮凝能力严重丧失.污泥EPS物质的释放导致混合液黏度增加,但混合液表面张力保持不变.相关性分析表明,污泥粒径减小及污泥EPS释放是造成混合液其他性质变化的主要原因.与离心型循环泵相比,蠕动泵水力剪切作用较弱,对混合液性质的影响较小.微气泡曝气中污泥混合液性质的变化会加速膜过滤过程的膜污染.     

膜-生物反应器中膜污染特性研究

膜污染是膜-生物反应器的主要问题。本研究考察了一体式膜-生物反应器在过滤活性污泥混合液条件下膜污染的微生物学特性和水力学特性,提出了膜-生物反应器的优化运行应采取控制系统活性污泥浓度、膜通量低于临界浓度和临界膜通量,并定期适当排泥等措施。     

铁盐预混凝对微滤膜污染的影响

针对混凝-微滤工艺,为优化铁盐预混凝条件及揭示不同凝聚体特性对膜污染的影响,分析了三氯化铁(ferric chloride,FC)和聚合硫酸铁(polymeric ferric sulfate,PFS)在不同投加量(0.1、0.2、0.4、0.6 mmol/L)和混凝pH(4.5、5.5、6.5、7.5)条件下对水中天然有机物-腐植酸的去除率和膜污染的影响规律.实验结果表明:当酸性pH 4.5~5.5电性中和机理为主时,PFS低投药量(0.1~0.2 mmol/L)凝聚体颗粒大而密实,膜过滤中通量下降缓慢,膜污染程度轻,此时聚铁水解产物的高电荷比单铁更有利于电中和;中性pH 6.5~7.5卷扫混凝时,FC高投药量(0.4~0.6 mmol/L)缓解膜污染的作用更明显,此时单铁水解产物卷扫混凝形成凝聚体的颗粒粒径更大.可见,混凝凝聚体颗粒大小与结构特性,是膜污染的直接影响因素,大而密实的颗粒有利于增加膜通量,同时提高出水水质.     

有机物对聚酰胺复合纳滤膜硫酸钙结垢的影响

为揭示不同有机物形成的污染层对硫酸钙在纳滤膜面结垢行为的影响,选用牛血清蛋白(BSA)、腐殖酸(HA)、海藻酸(SA)作为典型有机污染物对聚酰胺复合纳滤膜进行污染,之后进行硫酸钙结垢实验.利用扫描电镜(SEM)观察不同污染条件下的硫酸钙形态,采用原子力显微镜(AFM)结合自制的硫酸钙探针测定不同污染条件下膜-硫酸钙及硫酸钙-硫酸钙之间的作用力.结果表明:与新膜结垢相比,有机物吸附在纳滤膜上改变了膜面性质,影响硫酸钙晶体成核机理.3种有机污染条件下硫酸钙结垢污染程度为SAHABSA.这是因为SA与Ca~(2+)的相互作用可缩短硫酸钙晶体成核时间,增大晶体尺寸,导致纳滤膜通量迅速下降;HA与Ca~(2+)络合增大了结垢层的厚度和密实度,导致纳滤膜通量衰减较大;而BSA与Ca~(2+)的结合能力较弱,加上其特殊的心形分子结构,导致该情况下硫酸钙结垢程度弱于其他两种有机物条件.