膜基材对DMBR运行过程及污水处理性能的影响

构建了以200目的不锈钢网、尼龙网和尼龙网附加支撑材料(1 cm孔径的钢丝网)为膜基材的三种不同动态膜组件,并应用于动态膜生物反应器(DMBR)中处理城市生活污水。通过观察通量和浊度的变化情况,考察了不同膜组件长期运行时的过滤性能,比较了不同清洗方式对动态膜再生效果的影响。结果表明,三种反应器中动态膜的形成时间均较短,浊度均能在短时间内(20 min)降至1 NTU以下,物理清洗后动态膜的再生效果稳定,其中尼龙网附加钢丝网后具有更高的稳定通量[80~105 L/(m~2·h)]及持续运行时间(3 d)。不同膜组件对污染物的去除效果相当,对COD的平均去除率均大于87%,对NH_4~+-N的去除率均大于97%。     

动态膜生物反应器处理城市生活污水的研究

分别采用尼龙网和无纺布作为膜材料构建动态膜生物反应器(DMBR),并用于处理城市生活污水,考察了曝气方式对系统运行效果的影响,同时进行了中试应用研究.结果表明,侧下方曝气方式优于底部曝气方式,底部曝气虽然能够减缓膜污染,但动态膜难以形成且不稳定,导致出水浊度和SS一直居高不下;而侧下方曝气方式虽然运行周期较短,但出水水质好,运行1 h后即可使出水浊度和SS分别降至5 NTU和10 mg/L以下.无纺布和尼龙网DMBR的处理效果均较好,但普通无纺布的强度不够,不适于工程应用.采用侧下方曝气、以尼龙网为膜材料进行中试研究,结果表明,DMBR整体运行效果较好,对COD和NH3-N的去除率分别达到80%和84.8%以上,其中微生物的降解起主要作用,动态膜本身的除污效果不明显.     

DMBR中动态膜形成的影响因素分析

以尼龙网为膜材料构建动态膜生物反应器(DMBR)并处理生活污水,分析了曝气量(0、10、23.3 L/min)、膜孔径(200、300、400、500目)、出水水头(3、5、8、10 cm)对动态膜形成的影响,以及出水中颗粒物的粒径分布。结果表明,曝气量过大则动态膜不易形成,而在不曝气的条件下,动态膜形成时间短,系统稳定运行时间长;400目的膜孔径既能保持较高的稳定出水通量,又浊度较低,强度高,耐久性好;随着水头的增加,初始通量增大,动态膜也更易形成;通过颗粒物粒径分析,在动态膜形成的过程中,各粒径的颗粒物均得到了不同程度的去除。     

GAC/DMBR复合工艺的优化及污水处理效能

基于动态膜生物反应器(DMBR),采用批式试验研究了尼龙网膜基材孔径(200、300、500目)和颗粒活性炭(GAC)投加量(0. 5、1、2、3 g/L)对GAC/DMBR复合工艺运行效果的影响,并基于优化结果进一步通过连续运行工艺试验考察了其对污水的处理效能。批式试验结果表明,采用不同孔径的膜基材时出水浊度无明显差别,但是200目的膜基材表现出更高的稳定通量[65 L/(m~2·h)];当GAC投加量为2 g/L时,GAC/DMBR复合工艺的处理效果和过滤性能最优。连续运行工艺试验结果表明,与空白组(DMBR)相比,GAC/DMBR复合工艺的出水通量显著提升,出水浊度稳定在1 NTU左右,且对污染物的去除效果较好,溶解性胞外聚合物(SEPS)含量降低,污泥性能得到了改善。     

投加粉末活性炭对DMBR处理污水性能的影响

采用向动态膜生物反应器(DMBR)中投加粉末活性炭(PAC)的方式处理生活污水,考察了不同目数(200~500目)膜基材下投加1 g/L的PAC以及200目膜基材下投加不同浓度PAC(0.5~3 g/L)对DMBR性能的影响。在不同目数膜基材下,除200目外其他孔径下的膜通量均有轻微下降,但浊度均能快速降至1 NTU以内(约为25 min)。不同PAC投加量的试验结果表明,其较佳投量为1 g/L,在此投量下浊度下降迅速(30 min即降至1 NTU以下),且投加PAC系统表现出更好的去除污染物效果。分析认为,PAC与活性污泥的短时间相互作用未能显著改善污泥的性质,主要体现在PAC对污染物的强化吸附作用,而过量的PAC本身可能成为污染物质,堵塞已经形成的动态膜孔道,影响出水的通量和浊度。     

动态膜生物反应器在废水处理中的研究

介绍了动态膜生物反应器(DMBR)的分类、基质和动态膜形成;工艺处理的效果;运行的主要影响参数;再生等过程。其中收集了许多国内外学者在该领域取得的研究成果。最后指出了今后尚待深入研究的重点和展望。     

用硅粉配制含硅废水及形成动态膜试验研究

采用纯硅粉配制含硅废水来模拟半导体工业含硅废水,分析了硅粉粒度及分布,考察了配水的稳定性、动态膜的形成情况及过滤性能。结果表明:模拟含硅废水的水质稳定、重现性好;较高浓度的模拟含硅废水形成动态膜约需23 h,动态膜形成时跨膜压差小(仅2.5 k Pa)、出水浊度低(0.57 NTU);通过曝气(0.8 L/min)和周期性排水(一个过滤周期约为3 d)可以控制动态膜维持低压(7.5 k Pa)过滤,不需要对基膜进行清洗,动态膜运行稳定,出水浊度接近于零。实际应用中可以对定期排出的浓缩含硅废水进行脱水,从而回收高纯硅。     

PAC/MBR处理微污染地表水的中试研究

采用投加粉末活性炭(PAC)的膜生物反应器(MBR)复合工艺——PAC/MBR处理微污染地表水,考察了对浊度、CODMn和氨氮的去除效果。膜生物反应器的有效容积为4m3,采用聚偏氟乙烯平板膜,膜孔径为0.09～0.12μm,总膜面积为85.2m2;MBR的进水流量为1200L/h,一次性投加PAC为1g/L,气水比为5∶1;采用恒压操作、间歇抽吸方式出水,操作压力为0.1MPa,抽停比为8min/2min。中试结果表明,该工艺对沉淀池出水中浊度、CODMn和氨氮的平均去除率分别为98%、33%和53%,能抵抗水质和水温变化的冲击,有效保障出水水质。在PAC/MBR系统中,PAC吸附、生物降解和膜截留作用在去除不同分子质量有机物的过程中具有较好的互补性。投加PAC有助于在膜表面形成稳定的生物活性炭动态膜,保证了恒定的出水流量。     

重力出水式膜生物反应器用于再生水生产的研究

采用重力出水式膜生物反应器对低浓度生活污水的再生处理进行可行性研究.结果表明,在40 m3/(m2-h)左右的最佳曝气强度下,重力出水式膜生物反应器对污水中的氨氮、COD、浊度的平均去除率分别为95.1%、92.5%、98.2%,出水氨氮、COD、浊度、pH值和DO平均值分别为1.12 mg/L、3.8 mg/L、0.47 NTU、8.0、3.54 mg/L,完全达到了<城市污水再生利用城市杂用水水质>(GB/T 18920-2002)的要求.另外,重力出水方式下的膜通量比抽吸出水方式降低了16.6%,但可使曝气能耗降低66.7%～73.3%.     

超滤处理反冲洗废水的中试研究

采用超滤装置回收砂滤池及活性炭滤池反冲洗废水。结果表明,中试装置运行稳定,废水回收率85%。在运行29个过滤周期后,跨膜压差从64kPa增加到113kPa,产水量从915L/h下降到534L/h。膜进水浊度为1～18NTU,膜出水浊度1NTU,但是膜出水浊度随进水浊度的增加而增大。膜对进水中总铁的去除率为85%～98%,对CODMn及UV254的去除率均为20%～80%,膜出水的总铁浓度0.3mg/L,CODMn及UV254值分别稳定在0.6mg/L和0.009cm-1左右。反冲洗水的THMFP明显比水厂各工艺段水样的高,经膜处理后THMFP显著降低。     

浸没式超滤膜在市政污水深度处理中的应用研究

浸没式超滤膜应用于北京市北控沙河再生水厂工程,在长期连续运行过程中考察其对市政污水深度处理效果以及系统的运行稳定性。结果表明:浸没式超滤膜在市政污水深度处理中稳定运行,产水水质稳定。长期运行数据显示,跨膜压差稳定在20~50KPa之间,针对性CIP清洗可确保CIP清洗周期长达6个月及以上;浸没式超滤膜对浊度具有良好的去除效果,出水浊度达到0.1NTU以下,而且出水SDI低于2.5;浸没式超滤膜系统运行成本相对较低,吨水药耗成本约0.01~0.015元,吨水耗电成本约0.02~0.03元。     

自生动态生物膜形成过程中的结构变化特征

利用动态膜生物反应器处理模拟生活污水,对自生动态膜形成过程中的结构特征及阻力特性进行了研究.结果表明,反应器启动10 min后出水浊度即小于5 NTU,后期的出水浊度始终保持在2 NTU以下.自生动态膜的形成可分为3个阶段:①镶嵌快滤阶段--污泥絮体镶嵌于无纺布纤维丝之间,平均当量孔径为数十微米,膜阻力为(0.395～0.88)×10-m-1,出水中仍有较多颗粒;②网状覆盖阶段--滤饼层表面呈网状分布,膜孔径在2.78～6.49μm之间,孔隙率高达36.1%～40.2%,阻力为(2.74～3.77)×109m-1,出水水质较好,微生物增殖和小颗粒堵塞为孔径缩小的主要原因;③膜孔堵塞阶段--平均当量孔径缩小至0.97μm,孔隙率降为21.7%,阻力突增至2.26×1010m-1,微生物增殖和小颗粒堵塞仍是导致其孔径缩小的主要原因.     

超滤一体化装置处理低温期闽江水的效能研究

针对闽江水质特征,开发了混凝/沉淀/超滤一体化装置,并通过中试考察其在低温水质期对闽江水的净水效能。试验结果显示:在水温为9~15℃的低温水质期,一体化装置运行稳定之后,出水浊度平均为0.085 NTU,远低于水厂传统工艺出水浊度;出水COD_(Mn)平均为1.34 mg/L,对CODMn的平均去除率为58.8%;超滤对细菌的去除率可达99%以上,出水菌落总数最大不超过3 CFU/m L。低温水质时期系统的平均产水率为95.9%;恢复性化学清洗(CIP)能够有效缓解膜污染,提高超滤膜的过滤性能,CIP之后的出水浊度显著改善,膜通量提高了11.9%。水温会影响超滤膜的过滤性能,11.0℃时的膜比通量为14.4℃时的88%左右,水温越低,超滤系统的膜比通量就越小;通过缩短过滤时间或增加反冲洗时间可以提高超滤膜通量,增加系统的反冲洗时间对提高系统通量的效果更好,且耗电量的增加量也相对较小。     

一体流化床反应器处理啤酒废水的研究

采用一体内循环生物流化床反应器处理青岛啤酒厂的生产废水。在温度为(20±2.5)℃、进水p H值为5~6.2的条件下,反应器稳定运行26 d,运行期间监测了进出水COD、氨氮、浊度等参数。结果表明,反应器对COD的去除率为88%~98.46%;对氨氮的去除率保持在80%以上,最高可达91.41%;对浊度的去除率为84%~99%;容积负荷最佳值为0.63 kg COD/(m3·d);污泥负荷最高可达1.37 kg COD/(kg MLSS·d),最佳值为0.47 kg COD/(kg MLSS·d);曝气量以0.3~0.4 m3/h为最佳。反应器运行阶段,在沉淀区可形成8~10 cm厚的污泥层,污水进入此区域与很高体积浓度的粗粒絮体接触,形成一个微型澄清池系统,该系统可使出水浊度稳定在100 NTU以内,最低可达2.1 NTU,反应器运行稳定后对浊度的去除率高达99%。整个运行期间,反应器出水水质达到城镇二级污水处理厂一级标准。     

混凝——超滤短流程工艺处理高浊原水的研究

为了研究PVC复合膜对高浊度微污染长江原水的处理效能,并考察不同清洗方式在高浊期对膜污染的控制效果,对LJ水厂的混凝—超滤短流程工艺进行了深入调研,并在不同浊度期进行了相关试验。结果表明,在高浊期,混凝—超滤短流程工艺对浊度的去除率99%,出水平均浊度0.1 NTU,对COD_(Mn)、氨氮、亚硝酸盐的平均去除率分别为37.2%、56.5%、22.4%;膜系统出水水质稳定,处理效果安全可靠,生物安全性好;浸入式超滤膜采用低通量、低跨膜压差运行时,物理清洗可有效延缓膜污染,化学清洗可有效控制膜污染,膜系统接近于零污染运行。     

DMBR短程硝化反硝化处理餐厨垃圾厌氧沼液

以中空玻璃纤维编织管作为膜组件材料,自行设计制作了一套动态膜生物反应器(DMBR),研究了该装置在短程硝化反硝化条件下对餐厨垃圾厌氧沼液的处理效果。结果表明,通过逐渐提高沼液比例并控制DO浓度为0.8～1.2 mg/L、温度为35℃,可在16 d左右基本实现DMBR短程硝化反应的启动。系统稳定运行阶段,当进水COD和NH_4~+-N浓度均值分别为6 944和650 mg/L、水力停留时间(HRT)为30 h时,COD、NH_4~+-N和TN去除率分别可达92%、92%和68%,COD和NH_4~+-N容积负荷分别达到5.13 kg/(m~3·d)和0.48 kg/(m~3·d),NO_2~--N积累率稳定在84%以上、最高值达到90.38%。经处理后,餐厨垃圾厌氧沼液可稳定达到纳管标准,其溶解性微生物代谢产物荧光峰几乎完全被去除,说明该工艺可显著降解甚至完全去除类蛋白物质。     

膜丝破损对超滤处理供水厂生产废水的影响

采用超滤工艺处理供水厂的生产废水以回用,依次剪断1、3、4、8根膜丝(占膜丝总数的0.012 5%~0.1%),考察了膜丝破损对超滤出水水质的影响。结果表明,出水颗粒数对膜的破损较敏感,可通过在线监测出水颗粒数来及时有效地反映膜的完整性。当进水浊度10 NTU或膜丝破损率≤0.012 5%时,膜丝破损对出水水质的影响较小。但当进水浊度40 NTU、膜丝破损率0.037 5%时,出水颗粒数20个/mL、浊度0.07 NTU,出水水质变差,且易受进水浊度的影响。为了保证超滤膜出水的回用安全性,膜丝破损率应小于0.1%。     

硅藻土预涂动态膜处理北江原水的中试研究

以不锈钢丝网作为支撑材料、硅藻土作为预涂材料制备动态膜,考察其对污染物的去除效果以及运行过程中动态膜的跨膜压差及通量的变化规律.中试在广东省肇庆市某自来水厂(以北江为水源)进行,硅藻土预涂动态膜工艺对原水和沉淀池出水中浊度的去除效果良好,出水浊度皆在1 NTU以下,去除率达到95％左右.动态膜对有机物也有一定的去除效果,当处理原水时对CODMn的去除率为45.7％,处理沉后水时去除率为11.6％.运行过程中膜通量基本保持不变,说明膜污染较轻.     

重力出流式DMBR处理生活污水的研究

采用重力出流式动态膜生物反应器(DMBR)处理生活污水,重点探讨了有机负荷、DO、pH等因素对污染物去除效果的影响及延缓膜污染的措施.结果表明:该系统对SS的去除效果很好,出水SS基本为零,但对TP的去除率仅为40%左右;耐冲击负荷性能良好,对COD、氨氮的去除效果均保持稳定;在DO、pH得到适当控制时,系统对COD、NH3-N的去除率分别可达94.2%、92.1%;沉淀区的污泥沉降作用和膜组件区的曝气作用可以有效减缓膜污染速度.     

浸没式膜过滤技术在再生水厂的应用研究

浸没式膜过滤(SMF)工艺应用于天津纪庄子再生水厂砂滤站改造工程,在长期连续运行过程中考察其对污水深度处理效果以及系统的运行稳定性。结果表明:系统出水水质稳定,UF膜对浊度具有较高的去除率;膜系统跨膜压差(TMP)可长期维持在较稳定的范围;通过对冬季4种运行方式进行比较,在不影响水厂正常供水的情况下,尽量设定在较低滤水流量下运行,TMP波动更稳定。浸没式膜过滤系统运行电耗约为0.05 kW·h/m3,药剂消耗成本为0.014 5元/m3,综合成本为0.06~0.07元/m3,处理成本较低。