BPAC-UF组合工艺对微污染原水处理效果及膜污染控制

采用生物粉末活性炭-超滤(BPAC-UF)分体式工艺的中试装置,探究该工艺对西氿微污染原水的处理效果,在此基础上对比研究聚偏氟乙烯(PVDF)和聚氯乙烯(PVC)两种材质超滤膜的膜污染情况。PVDF膜和PVC膜两种不同材质的膜组合工艺对浊度去除率均超过95%,超滤膜可保证出水浊度要求。PVDF膜对尺寸不超过2μm的颗粒物去除效果要略优于PVC膜。初期PAC未转化为BPAC时,工艺对氨氮和CODMn的去除主要靠活性炭吸附。当PAC转化为BPAC,BPAC-UF对氨氮的去除主要是通过生物作用,后期去除率稳定在80%以上,BPAC-UF对CODMn去除率不高,稳定在25%左右。在膜污染控制方面,PVDF膜和PVC膜的跨膜压差增长趋势相似,但PVC膜的跨膜压差增速要略高于PVDF膜。经过强化物理反冲洗和化学反冲洗后,PVDF膜和PVC膜的产水性能均能恢复至较优状态,且PVDF膜恢复程度略优于PVC膜。     

PAC更新率对PAC-MBR耦合处理效能及污泥特性的影响

粉末活性炭(PAC)的定期回收和补充是混合膜生物反应器(PAC-MBR)稳定运行所必需的。研究探索了不同PAC更新率对PAC-MBR中污泥过滤特性和微生物群落的影响,创新性地提出通过PAC更新来提高微生物活性,以达到提高出水效能并减缓膜污染的效果。结果表明：PAC更新对COD_Cr和氮的去除没有显著影响;随着PAC更新率的增加,可溶性微生物产物逐渐降低,胞外聚合物浓度逐渐增加。PAC的更新能够降低MBR系统膜污染,同时提高过滤效率。微生物活性与PAC的更新率呈正相关规律。此外,由高通量测序可知由于添加新鲜的PAC,Proteobacteria(变形菌属)、Bacteroidetes(拟杆菌属)及Nitrospira(硝化螺旋菌属)的丰度增加,保证污染物的去除,同时Proteobacteria及Bacteroidetes造成的膜污染减少。最佳PAC更新率为1.67%,能够有效缓解膜污染并增强优势细菌结构。在推动PAC-MBR广泛应用方面,PAC更新被认为是一种有前景的方法。     

膜生物反应器与粉末活性炭-膜生物反应器除污染特性对比研究

采用膜生物反应器(MBR)和粉末活性炭-膜生物反应器(PAC-MBR)两种工艺处理微污染原水,考察了两阶段进水情况下的除污染效能及初始有机物和氨氮质量浓度对各工艺除污染特性的影响。结果表明,进水有机物含量对MBR和PAC-MBR除污染的效果有较大的影响,当CODMn由(3.67±0.11)mg/L增加至(4.11±0.23)mg/L时,两种工艺对CODMn的去除率分别由(23.1±9.8)%和(37.6±5.5)%增加至(35.4±12.6)%和(43.1±17.0)%。两个阶段各工艺出水的NH3-N质量浓度均小于0.4 mg/L,且系统连续运行过程中出水的NO2--N质量浓度分别低至(7.5±5.8)μg/L和(6.1±3.6)μg/L,显著低于原水中的平均值(76.9±7.6)μg/L。同时发现PAC-MBR工艺中PAC延长了微生物与有机物的接触时间,并为微生物生长提供了载体,可有效提高细菌的总耗氧速率(SOUR),并使生物处理系统中的有机物浓度的临界值降低,从而有效提高整个生物处理系统中有机物和氨氮的去除率。     

BPAC-UF组合工艺去除微污染原水中嗅味物质的工艺条件优化

采用正交试验设计方法对BPAC-UF去除微污染水源水中嗅味物质的工艺条件进行优化。根据组合工艺要求和单因素预试验的结果,确定炭池曝气强度、污泥回流间隔、炭池PAC更新率和膜池曝气方式这4个试验因素,每个因素设置3个水平,共设计9组工况进行试验,并将嗅昧物质(二甲基三硫醚、2-甲基异茨醇、β-紫罗兰酮)及氨氮的去除率,跨膜压差的增长速率作为评价工艺运行效果和膜污染程度的指标。试验所得的最优工艺条件:炭池曝气强度为30 L/h,污泥回流间隔为0.5 h,PAC更新率为15%,膜池曝气方式为连续曝气。     

膜生物处理技术的机理及应用研究

膜生物处理技术是一种控制水环境恶化和缓解水资源短缺的新型水处理工艺.详细介绍了膜生物技术的工艺特性(对污染物的去除效果、运行参数、微生物特性)及机理(污染物去除机理、膜污染机理).为进一步改进工艺、促进其推广应用提供了理论依据.     

改性悬浮填料生物接触氧化预处理微污染水源水

采用改性悬浮填料生物接触氧化预处理微污染水源水,对系统自然挂膜方式下生物膜生长形态、微生物组成及系统对微污染有机物、氨氮、总氮和浊度的去除效果进行了实验研究。实验结果表明:系统采用自然挂膜需3周时间方可挂膜成功,成熟后的生物膜结构稳定,种群丰富,微生物数量较多;系统进入稳定运行期间,对氨氮有较好的去除效果,最高去除率可达83.26%,而对COD_(Mn)、TN和浊度的去除效果相对较低,平均去除率分别为10.94%、39.82%和19.87%;实验期间,在温度较高的月份时,系统对COD_(Mn)、NH_(3~-)N和TN的去除效果较好;而在温度较低的月份时,系统对浊度的去除效果较好。     

水厂深度处理中超滤的连接位置及与生物活性炭滤池去除效果对比

超滤在给水处理中发挥着愈来愈重要的作用,其在水厂中的连接位置及净水效果值得关注.以水厂不同工艺节点(即单项工艺设备)出水作为超滤进水研究其膜污染行为,结果表明,造成的膜污染程度为原水＞沉淀池出水＞砂滤池出水;水质分析可知,常规工艺(混凝沉淀及砂滤)能够一定程度地降低污染物负荷,能够不同程度降低膜污染,而多糖类物质为主要的膜污染物.继而将超滤和生物活性炭滤池(BAC)连接于砂滤之后,比较两种深度处理工艺的去除效果,结果表明:在浑浊度去除方面,超滤优于BAC;在CODMn去除方面,超滤去除效果欠佳,而BAC具有较为明显的去除效果;在微生物去除方面,超滤能够完全截留剑水蚤、红虫、水螨等微生物,而BAC对这些微生物没有明显的去除效果.     

臭氧-BAF一体化装置处理含氨氮有机污染废水

该文采用臭氧-曝气生物滤池(BAF)一体化装置处理含氨氮有机污染废水。随着氨氮浓度增大,系统对氨氮的去除率呈现下降趋势,较理想的进水氨氮负荷范围为0.17~0.25 kg/m3·d,此时的氨氮去除率可稳定在60%以上。进水中含有的氨氮对COD去除效果的影响较大,当氨氮浓度超过60 mg/L时,系统对COD的去除效果明显变差。用脂磷法测定一体化装置内的微生物量,结果显示在距离进水口较近的区域(取样高度≤1.2 m)由于高浓度臭氧的杀菌作用,微生物量极少;在距离进水口垂直距离1.5 m处生物量达到最大值,形成了臭氧氧化和生化的协同作用区域;在此之后,随着取样高度的继续增加,系统内生物量出现下降的现象。     

膜曝气/膜生物反应器耦合工艺处理模拟生活污水的研究

封装和加工了膜曝气/膜生物反应器（MA/MBR）耦合工艺的膜组件和实验装置。以模拟生活污水为处理对象,分别在MABR池和MBR池中培养和驯化了生物膜和活性污泥。考察了耦合工艺对模拟生活污水中COD、氨氮和总磷的去除效果。研究结果发现：MABR采用无泡膜曝气,曝气量仅需30 L/min,MBR膜出水运行条件为8:2（开8 min停2 min）时,MA/MBR耦合工艺对污水中的COD、氨氮和TP的去除率分别达到95%、87.5%和74.1%,出水COD与氨氮浓度均达到国家一级A排放标准。MA/MBR耦合工艺对总磷的去除受MA/MBR系统排泥时间的影响,对总磷的去除效果有限,但通过缩短MABR系统的排泥时间,将可以大大提高污水中总磷的去除。耦合工艺采用无泡曝气、能耗低、污染物去除效率高、易于自动化运行,呈现出很好的商业前景。     

生物活性炭强化过滤工艺影响因素的研究

通过中试模型实验考察了生物活性炭工艺对污染地表水除污染效能的影响因素.结果表明温度降低对生物活性炭去除有机物与氨氮有较大影响,温度低于10℃,生物活性炭对有机物的去除率为20%左右,对氨氮和亚硝酸盐氮的去除率为20%～40%;生物活性炭工艺采用底部曝气与顶部曝气运行方式对有机物和氨氮的去除影响不大,但采用两种曝气运行方式的生物活性炭工艺对有机污染物去除率均稍高于无曝气时生物活性炭的去除率;实验表明空床接触时间低于20 min时,有机物的去除能力明显下降,但其对氨氮和亚硝酸盐氮的去除影响较小.     

MIEX-UF耦合工艺控制膜污染的行为及机理研究

以HA、BSA和SA模拟典型膜污染物，对比分析了一体式和分体式两种MIEX-UF耦合工艺在减缓膜污染方面的性能差异。结果表明对任何一种典型污染物来说，一体式MIEX-UF工艺减缓膜污染的效果都远远强于分体式MIEX-UF工艺。机理分析证明，即使MIEX对BSA的吸附去除高达91.4%，吸附也不是一体式MIEX-UF工艺减缓膜污染的最主要因素。尽管污染物的性质会影响一体式工艺中三种膜污染减缓机制的相对贡献比例，但MIEX与污染物间更强亲和力带来的动态膜效应始终是一体式MIEX-UF工艺减缓膜污染的最主要因素。污染物与MIEX间亲和力越强，一体式工艺对其造成的膜污染的减缓效果就越显著。因此，当以提高膜污染控制性能为目的时，在一体式吸附-UF工艺中吸附剂的选择更应该关注其与污染物间亲和力而不是吸附剂的吸附能力。     

曝气生物滤池不同挂膜方法预处理微污染水源水研究

采用陶粒填料曝气生物滤池预处理微污染水源水,对接种挂膜和自然挂膜2种挂膜方式下挂膜时间、生物膜生长形态特征及对微污染有机物和氨氮的去除情况进行了试验.结果表明,接种挂膜可以加快系统启动,比自然挂膜启动时间减少1周左右,并且生物量较多;系统成功启动进入稳定运行期间,2种挂膜方式下的微生物形态和特征基本相同;系统稳定运行期间,2种挂膜方法启动系统均取得较好的微污染物去除效果,自然挂膜对COD的去除效果稍好于接种挂膜,接种挂膜对NH3-N的去除效果要好于自然挂膜.     

投加助滤剂对高盐度冲击下MBR运行及膜污染影响

以膜生物反应器(membrane bioreactor,MBR)受高盐度废水冲击前后的活性污泥为研究对象,考察了助滤剂(硅藻土)投加对于MBR污染物去除及膜污染减缓的影响。实验结果表明投加硅藻土对高盐废水冲击后的MBR性能恢复效果显著。与对照反应器相比,投加60 mg·L-1硅藻土可提高系统对传统污染物的去除效率,COD、NH+4-N及TP去除效率分别提高了4.9%、3.2%及74.5%;高盐度废水冲击显著增加了对照反应器的膜污染速率,其膜污染速率是投加硅藻土MBR的4倍。硅藻土具有的吸附性能及絮凝能力显著降低了MBR本体溶液中的溶解性微生物代谢产物含量,减小了膜污染速率。进一步研究发现,投加硅藻土增加了平均絮体粒径(mean particles sizes,dp)及相对疏水性(related hydrophobic,RH),有利于减缓膜污染。     

运行工艺对膜生物反应器的影响

采用中试规模的平行试验,研究了好氧式MBR和序批式MBR两种工艺处理生活污水的差异。结果表明两种工艺对有机物及氨氮的去除效果相当,由于序批式MBR提供了缺氧环境,其对总氮的去除能力优于好氧式MBR。但高溶解氧（DO）、低C/N以及缺乏机械搅拌装置限制了TN去除率的进一步提高。好氧式MBR的膜污染速率较序批式MBR严重,在截留有机物质量相等的情况下,二者的过膜阻力增长率分别为0.065 kPa·g^-1·m²和0.037 kPa·g^-1·m²。     

间歇性曝气对陶瓷平板膜生物工艺处理效果的影响

考察了不同间歇性曝气实验条件下对陶瓷平板膜生物(C-MBR)工艺污染物去除效果的影响。结果表明,间歇性曝气实验阶段COD的去除效果较好,平均去除率为80.61%;氨氮的去除效果有所提高,出水质量浓度低于10mg/L;脱氮除磷效果有一定程度的提升,TP和TN的最高去除率分别为36.34%、56.74%。综合考虑,间歇性曝气控制为曝2 d停2 d是C-MBR工艺处理校园生活污水的适宜运行参数。     

电化学膜生物反应器处理污水性能提升策略及研究现状

针对膜生物反应器(membrane bioreactor, MBR)处理污水时存在脱氮效果差、运行能耗高和膜污染严重问题以及微生物燃料电池(microbial fuel cell, MFC)存在出水质量差、所产电能未被有效利用的技术缺陷,电化学膜生物反应器(electrochemistry membrane bioreactor,EMBR)耦合MBR和MFC处理技术,可弥补两者技术缺点,能够实现高效去除污染物的同时减缓膜污染,具有广阔的应用前景。根据EMBR结构特点进行分类;从组成材料选取和运行参数优化角度重点阐述提升EMBR污水处理性能的策略;并从污染物去除、产电性能和膜污染减缓方面详细阐述了EMBR在污水处理中的研究现状;最后指出EMBR处理污水存在的问题及不足,并从新材料的开发与使用、装置规模、膜污染减缓机制、微生物群落结构组成及代谢机理等方面提出建议和展望,以期为EMBR处理技术实现规模化应用提供科学依据。     

PAC-MBR组合工艺处理微污染水源水的研究

采用粉末活性炭—膜生物反应器组合工艺(PAC—MBR)对微污染水源水进行处理，考察了组合工艺对污染物的去除效果和膜过滤性能的变化。结果表明，该组合工艺对浊度和氨氮的去除率均在80％以上，对OC和UV254的去除率分别可达46％—57％和31％—42％，PAC投加量在500mg/L到3000mg/L的试验范围内，对污染物的去除效果影响不大。试验还表明，PAC—MBR组合工艺几乎能完全去除分子量＜1000的有机物。PAC投加量对膜过德性能的影响不显著。     

PAC对MBR膜阻力影响研究

进行了PAC-MBR和MBR处理生活污水的对比实验研究,在考察PAC减缓膜污染的效果和对污泥混合液特性影响的基础上,探讨了胞外聚合物与膜污染的关系.PAC-MBR膜组件在83d的运行期内清洗了2次,而MBR进行了3次清洗,表明添加PAC相对有效地减缓了膜阻力升高的速度;PAC污泥混合液的粘度下降,MBR中的EPS在31d的膜工作周期内由36.04mg/gVSS增加到67.82mg/gVSS,而PAC-MBR中EPS在44d内由29.57mg/gVSS增加到63.53mg/gVSS,说明EPS浓度的降低可能是PAC-MBR混合液粘度下降的重要原因;MBR和PAC-MBR中膜阻力与混合液EPS含量正相关,其关系式分别为：R=0.0002CEPS^2.6497和R=0.0007CEPS^2.3407,证明EPS对膜污染有着重要的影响.     

氢基质生物膜反应器在水处理中的研究进展

介绍了氢基质生物膜反应器(MBfR)的工艺原理和特点,归纳了基于去除多种污染物、膜回收和微生物群落结构的MBfR国内外研究进展。指出了MBfR存在的膜污染、工艺成本、氢气利用率和膜材料成本等实际问题。认为未来应从MBfR的能源需求、有害物种控制、膜污染控制、多物种生物量控制、膜成本及工艺设计做进一步研究。如果这些研究得到进展,MBfR可能在下一代可持续处理系统中发挥关键作用。     

AOMBR-ASSR工艺污泥原位减量及污染物去除研究

以污水生物处理工艺缺氧-好氧膜生物反应器(AOMBR)为参照,在AOMBR工艺污泥回流段增加厌氧反应单元(ASSR),组建AOMBR-ASSR厌氧侧流污泥原位减量工艺。AOMBR工艺及AOMBR-ASSR工艺运行120 d,对2个工艺污泥减量以及污染物去除效能进行分析。结果表明:相同条件下,相比参照工艺,减量工艺污泥减量率为19.5%。2个工艺的COD以及氨氮去除效果无显著差异,减量工艺的TN以及TP的平均去除率分别较参照工艺提高了5.63%、29.86%。