污泥浓度对MBR混合液特性及膜污染的影响

研究了污泥浓度对MBR混合液特性及膜污染的影响。试验条件下,提高污泥浓度则对COD的去除率升高,但对TN、TP的去除率反而降低;在低污泥浓度条件下,微生物会分泌更多的溶解性微生物产物,从而加速膜污染过程,对于污泥浓度分别为4 000、7 000、10 000 mg/L的MBR,膜污染周期分别为10、13和16 d;随着污泥负荷的提高,混合液中胞外聚合物(EPS)含量增加,污泥沉降性恶化;周期性的排泥方式有助于降低反应器内的EPS含量,且有利于对TN和TP的去除。     

曝气量对膜生物反应器污泥特性和膜污染的影响

设置M1、M2和M3等3个反应器的曝气量分别为150、200和300 L/h,研究了曝气量对膜生物反应器(MBR)的运行效果和污泥特性的影响.结果表明,随着曝气量的增加,对COD和NH4+-N的去除率提高,反应器内溶解氧浓度和污泥的比耗氧速率均增加,表明增加曝气量有助于提高污泥的活性.污泥絮体的粒径变小,溶解性微生物代谢产物(SMP)浓度则由M1的46.8mg/L增加到M3的71.0 mg/L,而且其中的成分也发生了变化,蛋白质与多糖的比值随着曝气量的增加而增加,M1的为1.5,M3的则增至1.9.随着曝气量的增加则膜污染速率加快,表明膜污染以SMP污染为主.     

动态膜生物反应器的运行稳定性及其影响因素研究

采用基于微网基材的动态膜生物反应器处理生活污水,考察了其运行稳定性以及曝气方式、微网表面水力条件、水力负荷、混合液性质等对运行稳定性的影响.研究表明,侧方曝气比下方曝气更有利于动态膜的稳定运行;动态膜存在一个临界通量,在低于临界值的次临界通量下运行时,动态膜的过滤压差变化平稳;污泥浓度为5、10、15 g/L时临界通量范围分别为(120～160)、(80～120)、(60～80)L/(m~2·h);微网表面的错流流速越高、水力负荷越低,则动态膜过滤压差的增幅越缓慢;非正常运行状态(如污泥解体、丝状菌污泥膨胀)会对动态膜的运行产生不利影响.     

中空纤维膜生物反应器污泥特性与可持续通量评估

采用中空纤维膜生物反应器处理市政污水,考察了不同污泥浓度条件下污泥性质与可持续通量(J_(sus))的变化,并通过统计分析手段对污泥性质指标与可持续通量进行了相关性评估。结果表明,当MLSS浓度由6.8 g/L增至32.1 g/L时,膜组件的膜渗透性(L)与可持续通量分别由3.60 L/(m~2·h·k Pa)、30 L/(m~2·h)降至0.99 L/(m~2·h·k Pa)、6 L/(m~2·h),MLSS浓度与可持续通量负相关性较强(rp=-0.966,p0.05),说明MLSS浓度对J_(sus)的影响较大;同时发现毛细吸水时间(CST)、溶解性化学需氧量(s COD)与J_(sus)的负相关性较弱(rp分别为-0.750、-0.744,p均小于0.05),而稀释的污泥体积指数(DSVI)对J_(sus)几乎无影响;通过偏相关性分析进一步证明,MLSS浓度可以作为预测J_(sus)的污泥性质指标。     

重力出流式MBR处理生活污水及毛纺废水

针对膜生物反应器(MBR)能耗高的问题，开发了一种利用生物反应区内液位水头的重力出流式MBR。采用该反应器处理生活污水和毛纺废水，处理出水水质达到了《城市污水再生利用——城市杂用水水质》(GB／T 18920-2002)标准。试验结果表明：选择合适的曝气量不仅有助于提高膜通量、有利于控制膜污染，还有利于生物反应器中氧的传递。MBR系统中污泥浓度为12g／L、表观气速从O．028m／s上升到O．085m／s时，混合液中与清水中氧总转移系数的比值基本维持在O．27～O．29的水平。     

污水厂序批式反应池溶解氧浓度实时变化研究

用溶解氧仪对某污水处理厂SBR池的溶解氧(DO)浓度进行了现场跟踪监测,发现曝气期间DO浓度变化可分为3个阶段,第1阶段DO浓度没有上升,但波动较大;第2阶段DO浓度稳定上升;第3阶段DO浓度接近最高值,上升非常缓慢。第1阶段DO浓度波动主要是由于SBR池混合不均匀、生物吸附作用导致的有机物浓度突变等因素引起的。由数据分析可知,SBR池曝气量偏大,曝气末混合液中DO浓度偏高,使进入缺氧条件的时间滞后,加之后搅拌时间短,缺氧条件延续时间不足,影响了反硝化效果。为此,建议污水处理厂采用阶段曝气的方式,从曝气第2阶段开始,减少曝气量,以达到节能和提高处理效果的目的。另外,该污水处理厂污泥的耗氧速率(OUR)及比耗氧速率(SOUR)偏低,为解决此问题,除减少曝气量外,还应采取提高污泥负荷、及时排泥等措施。     

多段AO+MBR工艺在煤化工废水处理中的应用

采用多段AO+MBR工艺处理实际煤化工废水。将两段AO设计成OAAO形式,一段O池对BOD_5去除率为80%,有效解决了MBR回流污泥中大量溶解氧对A池的冲击与A段反硝化对碳源的需求问题。在某煤化工项目中,当进水COD为400~600 mg/L,在一级O池污泥负荷设计为0.08 kgBOD_5/(kgMLSS·d)、一级A池设计反硝化速率为0.044 kgNO_3~--N/(kgMLSS·d)、二级O池污泥负荷设计为0.08 kgBOD_5/(kgMLSS·d)、二级A池设计反硝化速率为0.029 kgNO_3~--N/(kgMLSS·d)、MBR的通量设计为12 L/(m~2·h)时,COD去除率95%,氨氮去除率99%,出水SS1.5 mg/L。     

脱气池控制回流混合液溶解氧技术研究

针对回流混合液中溶解氧导致缺氧池脱氮性能下降的问题,分析回流混合液中的溶解氧浓度及其对污水中易生物降解有机物的消耗量,提出设置脱气池的工程措施。在3座污水厂的现场试验表明,曝气停止后,混合液中溶解氧快速降低,30 min内混合液中溶解氧分别下降了1.24、2.78和1.86 mg/L。脱气池可以有效控制回流混合液中的溶解氧,平均去除溶解氧1.81 mg/L,耗氧速率为2.22 mgDO/（gVSS·h）。脱气池布置在好氧池的末端,内设搅拌器防止污泥沉降和利于脱气,设计水力停留时间（HRT）宜为0.5 h,可灵活应用于AAO和多级AO等工艺,提高污水处理厂的脱氮性能,可用于污水处理厂提标改造或新建工程中。     

膜生物反应器稳定运行的操作条件优化研究

膜污染是限制膜生物反应器（MBR）应用和发展的瓶颈。为此，选择污泥浓度、膜通量（Jv）、曝气量（Q气）、抽吸／停抽时间（tR／tS）、反应器升流区与降流区面积之比（Ar／Ad）进行正交试验，开展了MBR操作条件的优化研究。结果表明，溶解性胞外多聚物是导致膜污染形成和发展的主要物质，其中蛋白质／多糖值与膜压差上升速率存在线性关系；较佳的操作参数为：MLSS=7g／L，Jv=10L／（m^2·h），Q气=6m^3／h，tR／tS=4min／1min，Ar／Ad=1．7。     

曝气量对混凝/气提/超滤膜组合工艺膜污染的影响

在超滤前进行混凝预处理可以减轻膜污染,混凝/超滤组合工艺已得到广泛的认可。在混凝/超滤工艺中引入曝气,形成了混凝/气提/超滤组合水处理新工艺。通过试验分析不同曝气量条件下的跨膜压差(TMP)、膜污染总阻力(Rt)以及膜污染指数(UMFI),探讨了不同曝气量下的膜污染情况。结果表明,混凝和曝气有利于减轻膜污染;并且随着曝气量的增加,TMP和Rt增长速率呈降低的趋势,UMFI值也逐渐减小。当曝气量从零增加到180 m L/min时,TMP和Rt的平均增长速率分别从0.211 k Pa/h和0.037×1012m~(-1)/h降低至0.065 k Pa/h和0.026×1012m~(-1)/h,UMFI值从0.001 18 m~2/L降低至0.000 30 m~2/L,膜污染程度显著降低。     

不同MBR工艺处理生活污水效能的对比

污泥是富含有机物的碳质材料,可以制备成吸附性能比拟活性炭的吸附剂。利用污泥制备成廉价吸附材料并应用于膜生物反应器(MBR),对比研究了污泥基吸附剂-MBR(SAMBR)、MBR、PAC-MBR工艺处理生活污水的效能与膜污染情况。结果表明,SA-MBR工艺对UV254、DOC的去除率分别为58.5%与88.8%,与PAC-MBR工艺的去除效能(UV254:62.3%;DOC:90.1%)相近,优于MBR工艺的47.8%和85.9%。在控制膜污染方面,由于混合液中EPS与SMP的含量较低,而且投加的污泥基吸附剂富含铁、铝化合物,有效降低了污染物对膜的污染,使SA-MBR工艺的膜阻力较低,膜比通量下降速度较缓慢。     

MBR中膜分离单元的除污特性中试研究

以污水处理厂生物池混合液为处理对象,通过平行运行的平板膜和中空纤维膜分离单元中试,研究MBR中膜分离单元的除污特性。结果表明,与活性污泥法二级生物处理的二沉池出水相比,膜分离单元出水BOD5、COD、NH3-N和TP浓度均较低且稳定,出水NO-3-N和TN浓度略高。在污泥沉降性能下降时,膜分离单元对污染物的去除优势更明显。曝气强度的下降、污泥浓度的增加均可促进膜分离单元对污染物的去除;当HRT由2.5 h增加至4.8 h时,两组膜分离单元对污染物的去除率均有所下降。生物降解及同化作用、膜截留作用及生物质的释放是影响膜分离单元出水中污染物浓度的主要因素。     

城市污水膜生物反应器处理工程中膜寿命预测

通过分析3座大型城市污水膜生物反应器(MBR)处理工程(10 000 m~3/d)的长期运行情况(3年)及NaClO离线清洗效果,试图建立两种方法对膜寿命进行预测,即基于实际平均比通量下降趋势的膜寿命预测(T(life)-1)和基于离线清洗前后膜渗透性恢复情况的膜寿命预测(T_(life)-2)。结果显示,对于同一座MBR工程,T_(life)-2略大于T_(life)-1,但当膜运行时间达到T_(life)-1时,实际产水量已无法满足要求,因此T_(life)-1更具有实际工程意义。另外,对其中1座MBR工程平均比通量和累积化学清洗强度的关系进行分析,结果表明化学清洗是膜寿命的重要影响因素,可能存在最大化学清洗强度,预示膜寿命终结,有助于膜清洗方案的优化。     

平板膜生物反应器处理市政污水的中试研究

以市政污水为处理对象,在中试规模下对平板膜MBR处理市政污水进行研究,结果表明:MBR出水水质良好,出水SS低于检测限(1mg/L以下),BOD<2mg/L,COD<40mg/L,氨氮<1mg/L;在一年半的试验过程中,只进行了2次膜清洗,在膜池污泥浓度为12000～18000mg/L,膜组件曝气量5.5～7L/(m2.min-1)的条件下,平板膜表面能够形成一层非常薄的、均匀、稳定的生物膜,极大地缓解了膜污染。     

厌氧旋转膜生物反应器处理畜禽养殖废水

采用厌氧旋转膜生物反应器(AnRMBR)处理畜禽养殖废水(以养猪废水为代表),考察了其除污效果及膜过滤性能。在容积负荷为5. 68 kgCOD/(m~3·d)条件下,AnRMBR系统对养猪废水的COD平均去除率为94. 7%,平均容积产气率为1. 4 m~3/(m~3·d)。当膜通量为25. 0 L/(m~2·h)时,膜过滤阻力可控制在3. 3×10~(12)m~(-1)以下。可见,AnRMBR系统对养猪废水的处理效果较好,且膜过滤性能较优。同时,在AnRMBR系统运行的中后期,污泥浓度上升,颗粒粒径减小,对膜过滤性能造成潜在威胁,这在一定程度上限制了系统膜通量的提高。     

超滤膜技术处理地表水的运行参数优化

针对超滤工艺处理地表水的物理反洗条件进行优化,考察不同运行条件对超滤膜污染的控制效果,从而确定超滤膜处理地表原水的最优运行参数。结果表明:随着超滤膜运行通量的增加,跨膜压差的增长加快。在20和25L/(m~2·h)通量下处理地表原水,反冲洗强度为过滤通量的2倍、曝气强度达到80～100 m~3/(m~2·h)时,超滤膜处于最佳运行状态。     

优化恒压死端过滤方法筛选抗膜污染药剂

为研究采用恒压死端过滤方法初选MBR中抗膜污染药剂的可靠性,考察了在搅拌或不同曝气时间条件下,投加不同剂量高分子絮凝剂的活性污泥的静态过滤性能,确定了曝气10min为最佳扰动时间;同时表明,投加高分子絮凝剂可使污泥絮体尺寸增加、Zeta电位升高、上清液中的SMP浓度降低。另外,恒压死端过滤得出的絮凝剂最佳投加量为400 mg/L,这对减缓MBR的膜污染有积极的指导作用。在试验条件下,向MBR中投加400 mg/L的高分子絮凝剂,可使膜污染速率降为对照MBR的74.88%。     

AAOA-MBR工艺在超高污泥浓度下的运行

为了解超高污泥浓度(MLSS)对膜生物反应器(MBR)工艺运行效果的影响,分析了某采用厌氧/缺氧/好氧/缺氧(AAOA)-MBR工艺的城市污水处理厂在超高MLSS浓度下的运行情况。结果表明:MBR工艺可在较高的污泥浓度下运行,并且高污泥浓度有助于系统对有机物的去除。该污水厂的MBR膜池在20 g/L左右的超高污泥浓度下运行了超过600 d的时间,出水COD、氨氮、TN、TP浓度分别约为14、0.43、6.37和0.25 mg/L;高污泥浓度可增强系统抵御低温、进水负荷冲击的能力,并且联合后置缺氧段强化了系统的内源反硝化。MBR系统在高污泥浓度下运行,需要密切注意膜通量及跨膜压差的变化,适时进行膜清洗,以免发生膜污染。     

A~2O+MBR工艺用于北方某再生水厂提标扩建工程

北方某再生水厂原设计规模为0.8×104m~3/d,采用CASS工艺,出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级B标准,需提标至北京市地方标准《城镇污水处理厂水污染物排放标准》(DB 11/890—2012) B标准并扩容至3×104m~3/d。针对占地小、进水浓度高、出水标准高等难点,新建工程(2.5×104m~3/d)采用多段多级A~2/O工艺,提标工程(0.5×104m~3/d)改造原CASS池为A~2/O池,新建与提标工程生物池出水一并接入MBR池,并新增臭氧脱色措施以确保出水指标达标。实际运行数据表明,出水水质稳定达标,在进水水质达到或超过设计值的情况下,出水氨氮、总氮均值分别为0.7 mg/L和11.2 mg/L。该工程在占地仅增加85%的情况下,处理水量提升2.75倍,扩建后吨水占地1 m2/m~3;膜池膜组件曝气采用脉冲曝气方式,能有效节能降耗,并延缓膜污堵。     

MBR中磁种好氧颗粒污泥的培养及对膜污染的影响

以人工合成模拟废水为处理对象,在膜生物反应器(MBR)中培养磁种好氧颗粒污泥,并考察了其对膜污染的影响。结果表明,由絮状活性污泥培养磁种好氧颗粒污泥,开始污泥中大量繁殖丝状菌,然后丝状菌缠绕成细小的颗粒,最后慢慢形成颗粒污泥,其外表光滑,近似呈圆球形或椭球状。培养成熟的磁种好氧颗粒污泥的粒径为0.47~4.1 mm,平均为1.7 mm;SVI70mL/g,远低于普通活性污泥的(100~150 mL/g);沉降速度随粒径的增加而增大,范围为30~91m/h,而普通活性污泥的只有8~10 m/h。同时,比较了絮状污泥MBR和磁种好氧颗粒污泥MBR在运行过程中膜通量的变化趋势,结果表明:磁种好氧颗粒污泥MBR的膜通量下降速度低于普通絮状活性污泥MBR的,这是磁种好氧颗粒污泥和反应器的流态共同作用的结果。