MBR与NF联用净化微污染水源水研究

对纳滤膜在不同产水率条件下的净水性能和膜通量衰减过程,以及纳滤膜在产水率90％条件下的运行特性进行了分析.采用MBR作为预处理与纳滤膜联用,考察联用工艺对水中氨氮和有机物的去除效果,以及MBR膜和纳滤膜的污染情况.结果表明,相比于额定工况,纳滤膜在90％产水率条件下运行,对有机物的去除率和脱盐率分别降低4％和3.5％,仍具有优越的净水性能;膜通量衰减速度增加17％.研究同时表明,降低纳滤膜进水中有机物的浓度能够有效缓解纳滤膜的污染过程,使纳滤膜能够在90％产水率条件下保持较高的通量.MBR与纳滤膜联用对氨氮和TOC表现出良好的去除效果,在进水浓度为1.5 mg/L、3.5 mg/L时,出水分别降低到0.4 mg/L、0.2 mg/L.MBR通过去除水中的颗粒物和有机物,有效地缓解了纳滤膜的污染过程,在60天的运行中纳滤膜通量仅下降24.7％,但MBR膜TMP增长较快,试验中共进行了6次膜清洗.     

盐度对MBR处理高氨氮废水的运行及微生物群落影响研究

通过运行一体式好氧膜生物反应器(MBR),研究盐度的变化(0%～6%)对MBR高氨氮废水处理及其膜污染和微生物群落变化的影响。结果表明,随进水盐度增加,MBR的NH4+-N去除率降低、氨氧化速率(AOR)下降;膜上污泥中胞外聚合物(EPS)的含量增加,跨膜压差(TMP)持续增加,膜污染速率加快;高通量测序结果证实0.5%盐度时MBR微生物群落最稳定,而高盐度导致其微生物群落多样性降低.     

膜生物反应器操作条件对EPS含量及膜污染的影响

通过3组平行膜生物反应(MBR)的长期实验,考察了不同污泥负荷和曝气强度下,膜污染状况、EPS浓度及其组分含量之间的关系.结果表明:污泥负荷越高,混合液中所含溶解性EPS含量越高,被污染膜片所粘附的多糖也越多,膜污染速率越快;MBR混合液的可过滤性与溶解性EPS,特别是多糖有较好的线性关系,这表明多糖是重要的膜污染物质.当污泥负荷在0.08 kgCOD/(kgMLVSS·d)左右时,反应器能较长时间稳定运行.在稳定运行的系统中,曝气强度对EPS浓度影响不明显.     

MBR城市污水处理工艺中化学除磷的研究与应用

为考察化学除磷对膜生物反应器(MBR)工艺的影响,研究了MBR城市污水处理工艺的化学除磷.结果表明:在MBR工艺中,硫酸亚铁是适宜的化学除磷药剂.膜分离对出水总磷的截留有重要贡献,在MBR工艺中实施化学除磷比传统活性污泥法节省加药量.在处理实际城市污水的MBR工程中进行了一年以上的硫酸亚铁连续投加试验,出水总磷浓度为(0.17±0.08)mg/L,平均总磷去除率达95.0%,跨膜压差维持在15kPa以下,药剂投加费用约为0.01元/m3.在MBR工艺中投加硫酸亚铁进行化学除磷,不仅可以取得很好的除磷效果,对膜污染控制也不会造成明显的影响,而且经济可行.     

颗粒物质控制膜污染的增强型膜生物反应器工艺的研究

用于废水处理的膜生物反应器工艺(MBR),是指通过膜过滤实现活性污泥与产水的分离的新型生化法处理废水技术.由于MBR具有占地面积小和出水水质好的优点,膜生物反应器成功应用到废水处理中的案例正在迅速增加.膜污染是MBR废水处理工艺面临的主要问题之一.膜污染会导致膜的渗透性能降低,为此必须通过化学清洗才能恢复膜的性能.为了实现无化学清洗的MBR工艺,研究使用持续物理冲刷去除膜污染层的方法.在活性污泥中加入颗粒物质(粉料),通过这些颗粒物质的持续冲刷作用实现去除膜污染层的目的.经过8个多月的实验,膜组件的渗透性能保持不变,通量可以达到40 L/(m2.h)以上.系统安装了在线的浊度仪作为产水质量的检测,在试验过程中,浊度始终没有变化.作为对比,同时也进行了一个参照实验(MBR标准工艺,没有加入颗粒物质),实验结果表明,传统的MBR工艺的膜组件渗透性能会不断下降导致通量下降,需要进行化学清洗.新型MBR工艺高通量和无需化学清洗的优势,将极大地提高MBR工艺的成本效益.     

电场控制MBR膜污染技术研究进展

膜生物反应器(MBR)出水水质优良,可直接回用.然而,长期运行过程中存在的膜污染问题依然是阻碍其进一步发展及商业化应用的主要因素.电场是缓解膜污染、提高出水水质的有效且清洁的途径之一.微生物燃料电池(MFC)中的微生物通过新陈代谢作用可将污水中蕴含的化学能转化为电能,用于膜污染防治.利用MBR自生电场缓解膜污染的关键是导电微滤膜的制备.综述了电场控制膜污染的基本原理和研究进展、导电微滤膜制备技术及其应用的研究进展,并指出导电微滤膜的规模化生产及实际应用将是MBR膜污染机制研究的重要方向.     

混凝剂对化学强化MBR深度处理印染废水的影响

在自主开发的化学强化MBR(膜生物反应器)技术的基础上,考察30mg/LFeCl3,30mg/LFeCl3和30mg/LCaCl2的组合以及30mg/LCaCl2三种混凝剂投加方式对其深度处理模拟印染废水二级出水的效果以及对膜污染的影响.结果表明,单独投加FeCl3及FeCl3和CaCl2的组合提高了化学强化MBR装置对色度、COD、氨氮和总磷的去除效果.单独投加FeCl3及FeCl3和CaCl2的组合都可以有效地缓解膜污染,其中投加FeCl3和CaCl2组合的效果更好,而单独投加CaCl2将会加重膜污染.FeCl3的絮凝作用可以降低胞外聚合物(EPS)的含量并增加污泥颗粒粒径.此外,CaCl2可以强化FeCl3的絮凝作用,提高膜污染的延缓效果.然而,单独投加CaCl2由于刺激EPS的产生并造成污泥颗粒粒径的减少,从而加重了膜污染.FeCl3和CaCl2都有利于溶解性有机物(DOM)中的小分子量片段向大分子量片段的转化,其中CaCl2的影响更大.     

MBR膜污染的形成及其影响因素研究进展

拥有众多优势的膜生物反应器(MBR)技术在污废水处理方面有着广阔的应用前景,膜污染一直是MBR技术应用研究的热点和难点.膜污染的形成和主要污染因素的探讨为MBR膜污染研究奠定了基础,而确定操作工艺条件和膜特性对膜污染的影响规律,可为MBR系统设计或运行中减缓和控制膜污染提供指导.本文概述MBR膜污染的形成过程、主要污染因素及操作参数和膜性能对膜污染的影响.     

pH对膜污染层EPS污染特征的影响及机理分析

溶液pH值不仅影响溶质的电荷等表面性质,同时也影响膜表面的特性,从而影响溶质与膜表面之间的相互作用和溶质在膜面的沉积量及膜通量.胞外多糖(Extracellular POlvsac-charides,EPS)是膜生物反应器(Membrane Bioreactor,MBR)中主要的膜污染物质之一,从实际MBR膜污染层中分离纯化得到的EPS,在EPS引起膜污染机理分析的基础上,以过滤阻力、EPS在膜表面沉积量及膜通量为评价指标,综合分析不同溶液pH对EPS污染特征的影响,可为揭示MBR中EPS膜污染的成因和机理以及污染膜的清洗提供参考.结果表明,MBR膜污染层EPS的膜污染过程较好地符合沉积阻力模型,EPS在膜表面的污染主要是EPS沉积引起的;EPS溶液的pH越高,其与膜之间的排斥力越大,沉积量越少,沉积阻力越小,膜通量越高.pH为7.0时,沉积阻力为3.34×10~(11) m~(-1),沉积量为1.25 g/m~2,初始相对膜通量为9.8%.     

EPS及其在膜生物反应器中的作用和影响

胞外聚合物(EPS)普遍存在于活性污泥絮体内部及表面,具有重要的生理功能,同时也被认为是造成MBR膜污染和降低混合液可过滤性的重要因素之一.EPS的组成和含量与提取过程和分析方法有很大的关系,由于加热法的简洁性可操作性,现在的应用比较多.MBR的营养状况和反应器中环境要素对EPS有很大的影响.据已研究的结果发现,微生物产生EPS的多少取决于微生物生存环境和生长状况,即当其满足和适宜微生物生存时,微生物产生的EPS相对较少;反之,微生物产生的EPS较多.     

预处理方式对纳滤工艺性能及膜污染影响研究

对比了混凝、活性炭过滤、生物活性炭过滤、超滤膜过滤几种工艺及其组合作为纳滤膜预处理工艺对纳滤工艺整体性能的影响;研究了几种组合工艺对水中总有机物、可生化有机物和氮的去除效果,并分析各自的膜污染特点.结果表明,对水中有机物的去除效果:超滤膜混凝生物活性炭过滤活性炭过滤;对水中氨氮的去除效果:生物活性炭过滤混凝活性炭过滤超滤膜.超滤作为预处理能够有效去除水中有机物,减缓纳滤膜的污染过程,而其它预处理方式单独运用不能有效延缓纳滤膜通量衰减.混凝与生物活性炭组合、混凝与超滤组合以及超滤与生物活性炭组合三种预处理方式能够有效提高预处理过程的效果,有机物和氨氮的去除率分别达到70%和60%以上.     

难降解石化干法腈纶废水物化-生化 耦合处理技术研究

采用物化-生化耦合处理难降解石化干法腈纶废水,开展了以多技术协同O3高级氧化与多格室A/O型膜生物(MBR)反应器为核心工艺的小试与中试试验研究。结果表明,物化-生化技术的合理耦合可显著提高石化干法腈纶废水处理中化学耗氧量(COD)、氨氮和总氮(TN)去除效果;MBR-O3氧化-曝气生物滤池(BAF)集成试验工艺稳定运行工况下,其COD、氨氮和TN去除率分别可以达到90.0%、95.0%和80.0%,出水平均浓度可分别控制在100.0 mg/L、5.0 mg/L和35.0 mg/L以下。另外,由于石化干法腈纶废水水质缺少一定的可生化有机碳源以及丙烯腈低聚物和含氮杂环类有机物的难生物降解性,因此在生物脱氮过程中,有机氮向无机氨氮转化的氨化步骤限制了整体工艺脱除总氮的效果。     

颗粒填料复合式膜生物反应器运行参数对膜污染的影响

为了探讨颗粒填料在减缓膜污染方面的作用,通过正交实验,研究了颗粒填料复合式膜生物反应器(HMBR)中膜通量、悬浮污泥浓度、颗粒填料体积三个运行参数对膜污染的影响.在实验过程中用平均膜过滤阻力的上升速率(K)来表征膜污染速率.结果表明,膜污染速率与膜通量、悬浮污泥浓度成正比,与填料体积成反比,填料颗粒能够有效地减缓膜污染和提高膜生物反应器的运行稳定性.各运行参数对膜污染速率的影响次序为:膜通量>悬浮污泥浓度>填料体积.在本实验条件下HMBR的最佳操作参数是:X=4g MLSS/L,C=20%,J=4.5L/(m2·h).     

TiO_2动态改性膜应用于MBR的研究

采用二氧化钛(TiO_2)纳米粒子对聚偏氟乙烯中空纤维膜微滤膜(PVDF MF,0.1μm)和实验室自制聚砜中空纤维膜超滤膜(PSF UF,0.05μm)进行表面亲水改性,以期提高膜的抗污染能力.采用膜接触角、纯水通量、出水TOC、膜压差和扫描电子显微镜(SEM)进行表征了TiO_2动态膜的性能.将TiO_2纳米颗粒改性后的PVDF MF和PSF UF膜应用于膜生物反应器(MBR)处理模拟焦化废水(TOC=500 mg/L),考察了其对MBR过滤性能的影响.实验结果表明,改性后膜的水接触角明显减小,亲水性增强,TMP升高速率明显降低,模拟焦化废水,TOC的去除率平均可达95%,经返洗及次氯酸钠清洗后膜表面TiO_2层外观没有明显变化.改性后的膜组件较显著地增加了MBR的膜抗污染的优势,且具有一定的稳定性.因此,将TiO_2动态改性耐污染膜应用于MBR是可行的.     

微污染水处理中投加粉末炭减缓膜污染的机理研究

采用MBR(膜生物反应器)及MBR-PAC(PAC,粉末活性炭)组合工艺处理微污染湖水.试验考察了各工艺条件下的膜污染状况,发现投加PAC降低了膜阻力,利于减缓膜污染.为了进一步研究相应的机理,采用空间排阻液相色谱(SELC)法对粉末炭投加前后膜污染物的分子量分布(MWD)进行了直接和间接的测定.结果表明,在MBR应用于微污染湖水处理时,小分子物质是一类重要的膜污染物质.PAC对大量小分子污染物(MW<3 000)的有效吸附去除是投加PAC后膜污染状况改善的重要原因.     

微藻-膜生物反应器处理劣五类水实验研究

将微藻添加到膜生物反应器中,构建微藻-膜生物反应器(A-MBR)污水处理系统。考查了系统对废水中有机污染物、N和P的去除效果以及微藻对膜污染的影响。结果表明:A-MBR系统对化学需氧量(COD)的去除效率大于90%,出水中COD含量低于50mg/L,达到一级A排放标准。A-MBR系统相比于传统膜生物反应器系统(SMBR)对总磷去除率平均高10.1%,对NH4+-N去除率也更高。同时,A-MBR系统过膜压力差(TMP)平均增长速率比S-MBR系统下降19.4%,表明微藻可有效缓解MBR系统膜污染。     

EPS及其测定方法分析

膜污染问题一直是限制MBR(Membrane Bio-Reactor,膜生物反应器)发展和应用的一个瓶颈,而EPS(Extracellular Polymeric Substance,胞外聚合物)则被认为是MBR膜污染中的优先污染物.文中概括地介绍了EPS的类型、空间结构、对活性污泥特性的影响以及其与膜污染的关系,并对MBR中EPS提取及分析方法进行了综述,以期更全面的认识EPS特性,对实际运行的MBR工艺研究及膜污染控制等提供一定的理论依据.     

饮用水超滤膜处理中试中的膜污染控制

采用中试规模的压力式超滤膜系统处理水厂的沉淀池出水,对试验期间的膜污染控制技术进行研究.用物理反洗、化学强化反洗(CEB)、化学清洗和预氯化对膜污染进行控制.结果表明:物理反洗工艺对于膜污染的去除效果不明显;CEB是一种物理和化学方法相结合的在线清洗方法,能够有效地恢复膜比通量,平均恢复率达85％;采用草酸进行化学清洗效果较好,4次清洗膜比通量平均提高了265 L/(m2·h·0.1 MPa).对膜反洗水的成分分析表明:铁和溶解性有机物是导致中试系统膜污染的主要因素.预氯化可以有效地减缓膜污染速率.     

MBR NF工艺在垃圾渗滤液处理中的应用

报告了采用膜生物反应器（MBR）－纳滤（NF）组合工艺处理高浓度垃圾渗滤液,该工艺充分发挥了MBR和NF单元的功能互补性,运行实践表明,对COD和氨氮的平均去除率均达99.5 %,出水满足《生活垃圾填埋污染控制标准》的一级标准,运行费用（含折旧）为19.55元/m3,具有较明显的技术经济优势。     

MBR-NF工艺在垃圾渗滤液处理中的应用

报告了采用膜生物反应器（MBR）-纳滤（NF）组合工艺处理高浓度垃圾渗滤液,该工艺充分发挥了MBR和NF单元的功能互补性,运行实践表明,对COD和氨氮的平均去除率均达99.5%,出水满足《生活垃圾填埋污染控制标准》的一级标准,运行费用（含折旧）为19.55元/m3,具有较明显的技术经济优势。