活性炭减缓膜生物反应器膜污染的研究

针对膜生物反应器(MBR)中膜污染现象,提出投加活性炭方法抑制膜污染。对比了粉末活性炭(PAC)和颗粒活性炭(GAC)对MBR出水水质及膜污染速率的影响,分析了活性污泥性质,如溶解性微生物产物(SMP)、胞外聚合物(EPS)、絮体粒径分布、毛细吸水时间(CST),及膜面污泥层,得到了膜污染减缓机理。结果表明,MBR对总有机碳(TOC)和氨氮的去除率分别大于97%和98%,PAC组TOC去除率略高于GAC组和对照组。PAC的加入明显减少了与膜污染相关的SMP和松散结合型胞外聚合物(LB-EPS)浓度,降低了膜污染速率。GAC则主要通过冲刷破坏膜表面污泥层,抑制污泥层的生长,减缓了膜污染。     

处理炼油废水时粉末活性炭对MBR的影响机理

通过平行实验,考察了粉末活性炭(PAC)投加对MBR处理实际炼油废水时混合液性质的影响,拟合了膜阻力与混合液中胞外聚合物(EPS)、溶解性有机物(SMP)含量以及混合液黏度的关系,并进一步探讨了PAC影响MBR混合液性质的机理。结果表明,PAC的加入有效降低了膜污染速率,延长了单个周期内MBR的运行时间;炼油废水MBR系统中的混合液特性(EPS含量、SMP含量和混合液黏度)与膜阻力都呈现较强的指数相关关系;PAC的投加,降低了炼油废水MBR系统运行过程中混合液内EPS和SMP的含量及混合液黏度,从而改变了混合液特性,使得膜污染减缓并延长膜运行的时间;PAC的投加降低了混合液中EPS的含量,这是处理炼油废水时PAC影响MBR膜污染的根本机理,混合液EPS含量的降低,使SMP含量和混合液黏度均降低,从而抑制了膜污染。     

PAC投加对膜生物反应器的污泥特征和膜污染的影响

考察了投加粉末活性炭( PAC)对长期运行的膜生物反应器(MBR)中污泥混合液特性和膜污染的影响,并分析了其对膜污染的影响机理.结果表明,PAC的投加使污泥絮体平均粒径增加、污泥的粘度减小,而对污泥含量影响不大.投加PAC可降低混合液中溶解性EPS含量,质量浓度从MBR反应器混合液中的平均87.17 mg·L-1降至PAC-MBR反应器内65.54 mg·L-1;同时PAC对膜表面的EPS也有吸附作用,能将沉积在膜表面的EPS吸附到其表面,使得膜表面的EPS质量浓度从MBR反应器内的970.6 mg·L-1降至PAC-MBR反应器内的699.0 mg· L-1,同时改变了膜表面的EPS组成,使得蛋白质、多糖的质量比降低,减缓了膜的有机污染,延长了膜组件的清洗周期.     

臭氧-活性炭技术对膜生物反应器膜污染减缓研究

本研究目的是探讨臭氧-活性炭技术对膜生物反应器（membrane bioreactor,MBR）膜污染减缓的影响。通过短期批式实验表明,粉末活性炭（power activated carbon,PAC）可强化臭氧的氧化效果,臭氧投加量超过0.25mg/(gSS)将恶化污泥混合液可滤性;对滤出液残余臭氧浓度检测表明,PAC的加入有利于维持本体溶液臭氧浓度。臭氧-活性炭技术引入MBR系统有助于膜污染的减缓,反应器内微生物活性受到一定的抑制作用,但对MBR出水水质影响较小;臭氧-活性炭减小了反应器内溶解性微生物产物（soluble microbial products,SMP）中的蛋白质及多聚糖含量,显著降低了污泥絮体中松散的胞外聚合物（loosely bound EPS,LB）及胞外聚合物（extracellular polymeric substances,EPS）中蛋白质浓度,以上结果表明应用臭氧-活性炭技术来延缓MBR膜污染是可行的。     

改善污泥性质控制MBR膜污染的研究进展

膜生物反应器(MBR)具有高效,出水水质好的特点,在生活污水和工业废水处理中得到了应用,但膜污染是MBR广泛应用的主要障碍.介绍了污泥混合液中胞外聚合物(EPS)对膜污染的影响,详细总结了改善活性污泥混合液性质的途径,包括投加添加剂、优化运行参数和培养好氧颗粒污泥.提出了投加天然高分子混凝剂改善污泥性质的方法.     

粉末活性炭强化MBR耐重金属冲击及抗膜污染能力的试验

文中主要考察了粉末活性炭的投加对MBR系统抗重金属冲击及抗膜污染能力的影响.试验结果表明,投加粉末活性炭后系统对CODCr和氨氮的去除率均有提高;投加活性炭,污泥的比呼吸速率由4.99 mg O2/(g MLSS·h)升至6.31 mg O2/(g MLSS·h),即铜氰废水对微生物的抑制性减弱;且投加活性炭的系统中污泥平均粒径增大了72μm,有效地改善了水力学性能,减缓膜污染的发生.活性炭的协同作用,进一步加强了MBR系统的优势.     

PAC/MBR用于微污染地表水处理的中试研究

采用投加粉末活性炭(PAC)的膜生物反应器(MBR)组合工艺-PAC/MBR处理微污染地表水.中试结果表明,该工艺出水水质稳定,稳定运行期间出水浊度、CODMMn和氨氮分别保证在0.3 NTU、1.9 mg·L-1和0.2 mg·L-1以下,达到生活饮用水卫生标准的要求.膜表面生物活性炭(BAC)滤层具有良好的抗压性,出水通量呈阶梯式下降,防止了持续性的大幅度衰减.混合液中悬浮态PAC和生物活性炭能吸附大部分胞外聚合物(EPS),降低溶解态胞外聚合物含量,有利于减缓膜污染.     

投加物质对减缓MBR膜污染的研究

MBR膜污染主要包括3个方面,膜孔的堵塞,凝胶层的吸附和污泥层的沉积,控制膜污染的方法有膜材料的改性、优化操作条件、改善混合液特性。向MBR反应器中投加物质以此来改善混合液污泥的特性,提高活性污泥的可过滤性,减少凝胶层的吸附、降低溶液的粘度、抑制污泥层在膜表面的堆积,从而延长了MBR膜的整个运行周期。目前研究的投加物质有悬浮填料、活性炭、絮凝剂、沸石、塑料颗粒等。重点介绍了这几种物质对于MBR膜污染影响的研究进展,并展望需要研究投加几种物质的组合对膜污染的影响或者与其它方法连用的效果。     

颗粒活性炭对A/O-MBR处理垃圾渗滤液的影响

采用A/O-MBR处理垃圾渗滤液,考察投加颗粒活性炭(GAC)对出水水质、膜污染的影响,以及不同投加量对出水水质的影响。结果表明:与不投加GAC相比,在A/O-MBR中投加0.75 g/L GAC时,出水平均COD从1 585mg/L下降到1 484 mg/L,NH4+-N平均从25.6 mg/L下降到23 mg/L,出水水质有所提高。同时膜压增长速度减慢,膜表面泥饼层厚度减小,表明膜污染减缓。当GAC投加量从1 g/L提高到2 g/L时,出水平均COD从1 220 mg/L下降到840 mg/L,出水NH4+-N平均从20.8 mg/L下降到18 mg/L,说明增大GAC投加量有助于提高MBR出水水质,同时可大大减缓膜污染,并明显降低垃圾渗滤液后续纳滤、反渗透处理的污染压力。     

PAC-UF处理含蛋白质类溶液过程中的膜污染研究

使用粉末活性炭(PAC)-超滤(UF)组合工艺处理牛血清白蛋白(BSA)溶液,研究了不同PAC投量下组合工艺的膜污染情况。结果表明,PAC本身对膜污染无明显贡献,PAC吸附BSA后使得膜通量急剧下降;PAC对改善BSA溶液通过超滤的膜通量和膜污染阻力均有一个最佳投加值;PAC在膜表面形成的滤饼层对膜通量改善作用明显;PAC滤饼层主要形成可逆污染,而水中BSA则是不可逆膜污染。     

膜生物反应器中的膜污染及其调控措施

膜生物反应器(MBR)是一项高效的污水处理与回用新技术,膜污染是MBR的主要问题,它限制了MBR的推广和应用.从膜性质、操作条件和活性污泥混合液性质3方面系统论述了MBR中膜污染的影响因素,着重针对各影响因素总结减缓膜污染的调控措施.并指出采取有效、合理的调控措施可有效减缓膜污染,使其在污水处理与回用领域得到更广泛的应...     

两级序批式MBR膜污染控制方法研究

针对MBR在实际应用过程中存在的同步脱氮除磷效果不佳、膜污染严重等问题,提出两级序批式MBR工艺,对该工艺的膜污染影响因素及控制方法进行了试验研究.结果表明,在MBR中保持适宜的污泥质量浓度对于膜污染的控制有重要的作用,当污泥质量浓度稳定在6～7g·L~(-1)时,膜比流量基本稳定,随着污泥质量浓度的增加,膜比流量逐步降低,当污泥质量浓度超过10g·L~(-1)以后,膜比流量直线下降;投加PAC至1 g·L~(-1)可以增加污泥粒径,减少大分子有机物在膜表面沉积,从而有助于延缓膜污染;序批式间歇运行与空曝相结合的运行方式可以有效降低泥饼层污染及凝胶层污染,使系统在更高膜通量下运行,而膜污染速率却远低于连续流单级好氧MBR系统.     

膜生物反应器中膜污染影响因素的研究进展

文章综述了膜生物反应器(MBR)运行过程中膜污染影响因素的研究现状和进展。膜污染会导致膜通量下降、系统运行成本增加等问题,是限制MBR进一步发展的瓶颈。从膜元件固有性质、膜分离操作条件以及活性污泥混合液性状等3个方面,分析了影响膜污染发展的主要因素,论述了各因素与膜污染的具体关系。各因素之间互相作用,直接或间接影响膜污染,其中膜材质、膜孔径、膜通量、曝气量、污泥组分、粒径分布(PSD)、胞外聚合物(EPS)、溶解性微生物产物(SMP)等为重要影响因素。     

DMBR运行过程及膜污染影响因素研究进展

动态膜生物反应器(DMBR)是一种具有广泛应用前景的污水处理新技术,与传统膜生物反应器(MBR)相比,处理效果相当且膜通量更高、膜污染更容易控制。简要分析了自生动态膜及预涂动态膜的形成过程和再生过程,并从膜材料、活性污泥的性质以及运行条件等方面综述了膜污染影响因素的研究进展,指出DMBR研究应用中存在的问题及发展方向。     

膜生物反应器处理小区污水条件的优化

由于膜污染是限制膜生物反应器(MBR)应用与推广的主要因素。为此,本研究以MBR处理某小区污水为例,选择粉末活性炭投加量、活性污泥浓度及曝气量进行L12(43)正交试验,确定最佳的操作条件分别为2 g/L、7 g/L、6 m3/h;并在此基础上进行平行对比试验,其膜阻的最大差值达21.05 kPa,导致膜污染形成和发展的主要物质蛋白质/多糖值与膜压差上升速率存在线性关系。     

一体式膜生物反应器膜污染研究

膜生物反应器(MBR)是一种新型污水处理器,对生活污水处理效果显著,在使用过程中不可避免地会产生污染。为此,对膜生物反应器处理模拟生活污水的膜污染和清洗方法进行了研究,通过红外光谱分析了活性污泥性质的变化,利用扫描电镜分析了中空纤维膜表观结构的变化,探讨了膜污染的机理。结果表明,细菌滋生和污泥沉积造成了膜污染,泥饼层阻力占膜总阻力的89.86%,是膜污染的主要组成部分,水力清洗结合化学清洗可以很好地恢复膜的比通量。     

PAC投加量对MBR混合液性质及膜污染的影响

比较了1g／L及2g／L的PAC投加量对膜生物反应器中混合液性质及膜污染速率的差异。发现两系统上清液COD差距不明显,说明1g／L的PAC投加量忆足以吸附小分子的有机物。当PAC从1g／L增至2g／L时,从微生物絮体中提取的多糖平均值分别为：14．92mg／gMLSS、15．38mg／gMLSS;蛋白质平均值分别为18．82mg／gMLSS、17．58mg／gMLSS;且膜丝内部累积的多糖和蛋白质含量基本相同。当PAC投加量为2g／L时,部分破碎的PAC颗粒会进入膜孔内部,引起不可逆污染。     

Operation of Membrane Bioreactor with Powdered Activated Carbon Addition

Abstract

The effect of powdered activated carbon (PAC) addition to the activated sludge (AS) in a membrane bioreactor (MBR) has been investigated. The long term nature of the tests allowed the PAC to gradually incorporate into the biofloc forming biologically activated carbon (BAC). One series of tests involved 4 bench scale (2 L) MBRs operated at sludge retention times (SRTs) of 30 days with PAC inventories of 0, 1, 3 and 5 g/L and steady state biomass concentrations of 12.0±1.0 g/L. The characteristics of the mixed liquors (MLSS) from the 4 reactors were compared. Short term filtration tests, including measurement of specific cake resistance (SCR), flux decline profile, and irreversible fouling resistance in an unstirred cell and “sustainable” flux (by monitoring transmembrane pressure (TMP) rise) in a crossflow cell all showed better filtration performance for the MLSS with BAC compared with the AS alone. In terms of SCR and flux decline profile the 1 g/L PAC addition performed best, but in terms of minimizing irreversible membrane fouling and maximizing “sustainable” flux the 5 g/L PAC was best. All 4 systems showed lower total organic carbon (TOC) in the permeate compared to the bioreactors, but the lowest permeate TOC (and the best removal) was for the highest PAC loading.

The benefit of PAC addition was confirmed in a second series of tests with two 20 L MBRs with submerged hollow fibers, one operated without PAC, the MBR(AS), and the other with 5 g/L PAC, the MBR(BAC). For an SRT of 30 days (which involved 3.3% sludge wastage per day and 3.3% new PAC addition per day) and a fixed flux of 21 L/m²hr the MBR(AS) showed a TMP rise of about 2.4 kPa/day whereas the MBR(BAC) showed a rise of only 0.8 kPa/day. However when the MBRs were operated without wastage the performance of the MBR(BAC) was worse than the MBR(AS). Thus the improved performance of the MBR(BAC) requires regular replenishment of aged BAC with fresh PAC.     

膜生物反应器的研究与展望

膜生物反应器(MBR)是一项膜分离技术与生物反应器相结合的新型污水处理技术，具有广阔的发展前景。介绍了近年来MBR在难降解有机废水处理、污水脱氮除磷等领域的研究成果；论述了膜的性质和活性污泥混合液的性质以及膜分离操作条件等对膜污染防治的影响；指出了MBR进一步研究的领域：膜污染的机理和防治，与其他处理工艺的结合和改进，特殊废水的处理研究，设计规范和操作参数的确定，数学模式的研究等。