PAC-UF组合系统在饮用水处理中的试验研究

试验考察了粉末活性炭(PAC)的投加对超滤膜(UF)运行性能的影响,结果表明：PAC投加到蒸馏水中使膜通量产生微小下降。单独用UF膜系统处理自来水时,膜的通量急剧下降,而PAC作为UF膜的预处理方式处理相同水量时,可以明显延长膜的运行周期;随PAC投量的增加膜稳定运行时间延长,通量下降率降低。物理清洗方式对PAC-UF组合系统中膜通量的恢复效果较好,而化学清洗方式对单独UF膜系统中膜通量的恢复效果较好。     

不同曝气方式下PAC-UF工艺处理微污染原水的中试研究

对浙江某水厂生物粉末活性炭-超滤(PAC-UF)示范工程进行中试模拟试验,考察了在连续曝气和仅反冲洗时曝气2种不同曝气方式下污染物的去除效果和膜压差的变化规律。研究发现,工艺运行稳定后,2种曝气方式下氨氮、CODMn的去除率差距不大,而取消连续曝气条件下UV254和溶解性有机物的去除率降低,膜压差增长较快。     

UF膜活性炭组合工艺自来水处理研究

本实验采用超滤与粉末活性炭组合工艺,研究了粉末活性炭的投加对超滤膜运行性能的影响,结果表明:随粉末活性炭投量的增加膜稳定运行时间延长,通量下降率降低。粉末活性炭的投加对膜过滤阻力影响不大。采用粉末活性炭和超滤组合工艺处理饮用水,调整适合的参数,其中CODMn、UV254、TOC和浊度的平均去除率分别为67%、56%、76%和98%以上,粉末活性炭超滤膜组合工艺可用于制备优质饮用水。     

蛋白质在超滤过程中的膜污染和膜清洗

本文选用四种不同的膜清洗剂对牛血清蛋白溶液超滤后污染的三种超滤膜进行研究，结果表明：在蛋白质的等电点取得在不同ＰＨ值下蛋白质对膜污染的最佳清洗效果，清洗效率与蛋白质的所荷电荷有关。采用适宜的清洗过程将会延长膜使用寿命和增强超滤膜性能。     

操作条件对膜污染及蛋白质超滤滤出速度影响的研究

蛋白质溶液的超滤是超滤膜应用的重要领域之一蛋白质溶液的性质是影响超滤性能的重要因素,当蛋白质溶液性质一定时,操作条件成的影响超滤性能至关重要的因素,本文通过对不同材质超滤膜超滤蛋白质溶液地的操作条件与膜污染和滤出速度关系的研究,提出了蛋白质超滤时操作条件的优越方案。     

阳极氧化铝膜过滤BSA溶液过程中的污染分析

采用阳极氧化铝膜过滤牛血清蛋白溶液,考察了孔径20、100、200 nm 3种膜的过滤通量随时间的变化关系,在相同的操作条件下孔径20 nm的膜具有较高的渗透通量(400 L/(m2.h))和较小的过滤阻力(8.3×1011/m)。还考察了蛋白质浓度、泵送时间及清洗对膜污染情况的影响。结果表明,在实验的范围和条件下,随蛋白质浓度的增大,膜污染加重,稳定通量增大;泵送时间增长,膜污染速度加快,通量增大;通过纯水清洗加超声清洗的方法去除可逆污染,清洗后膜与新膜过滤通量相当。     

活性炭UF膜分离污水中COD的实验研究

试验考察了粉末活性炭的投加对超滤膜运行性能的影响,结果表明:随粉末活性炭投量的增加膜稳定运行时间延长,通量下降率降低。粉末活性炭的投加对膜过滤阻力影响不大。在此基础上又对PAC-UF组合系统去除有机物的效果进行了进一步研究,主要是对比研究了不同PAC投加量对5种不同配置水样中有机物的去除效果。得出如下结论:在相同PAC投加量下,CODMn值大的水样的CODMn平均去除率高,且出水CODMn值相近。说明了PAC-UF组合系统出水稳定,受水质差异的影响不大。     

UF膜处理生活污水阻力特性及清洗可恢复性的研究

研究了超滤膜（UF）处理生活污水站出水的阻力特性及清洗的可恢复性，对MF，活性炭吸附，活性炭吸附 MF，混凝等UF预处理方法进行了试验，平膜试验结果表明，活性炭 MF或混凝作预处理，过滤阻力显著降低。清洗的恢复性较好。     

超滤与粉末活性炭组合工艺处理饮用水

采用超滤与粉末活性炭组合工艺,研究了粉末活性炭的投加对超滤膜运行性能的影响。结果表明:随粉末活性炭投量的增加,膜稳定运行时间延长,膜通量下降率降低。粉末活性炭的投加对膜过滤阻力影响不大。采用粉末活性炭和超滤组合工艺处理饮用水,在CODMn和TOC的质量浓度分别为5.5～9.5和1.8～3.5 mg/L,UV254为0.069～0.093 cm-1,浊度为1.29～1.98 NTU时,其平均去除率分别为68.5%、75%、55%和96%以上,粉末活性炭超滤膜组合工艺可用于制备优质饮用水。     

膜与蛋白质溶液的相互作用及膜污染机制的能谱研究

引　言蛋白质溶液的浓缩和分离广泛地存在于食品、医药、水处理以及生物技术等领域 ,膜过滤以其无相变、能耗低、设备简单、占地少等优点而成为浓缩与分离蛋白质物系的重要手段之一 .但由于蛋白质对膜的污染比较严重 ,膜过滤的效率和使用范围受到限制 .为了解决这一问题 ,首先需要深入认识蛋白质污染膜的机理 ,对此 ,人们已进行了一些探讨 .Ｔｒａｃｅｙ[1] 认为蛋白质超滤过程初始的通量下降与孔缩小或孔堵塞模型一致 ,而后长时间的通量下降则可用滤饼形成模型来描述 ;Ｍｅｉｒｅｌｅｓ[2 ] 和Ｋｉｍ[3] 提出 ,是膜面高剪切力引起蛋白质变…     

粉末沸石改善超滤膜过滤性能的研究

研究粉末沸石改善膜过滤性能以及提高有机物和氨氮去除效果。粉末天然沸石通过改性,降低Zeta电位,强化有机物的吸附,从而有效地提高膜过滤通量和有机物和氨氮的去除效果。通过对膜表面的红外光谱检测和电镜扫描观察,粉末沸石防止膜污染的关键是在膜表面形成“保护层”,它能有效地减少有机物在膜表面的沉积。     

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。     

PAC/AC与超滤组合去除水中有机物效果的研究

分别以粉末活性炭(PAC)和活性焦(AC)作为超滤(UF)前处理材料,考察了PAC-UF和AC-UF两种组合工艺对水中不同分子质量大小有机物的去除能力,并对两种吸附材料对膜污染的影响进行了评价。实验结果表明:PAC和AC均可有效吸附水中分子质量为1~10 k Da的有机物,并能有效缓解膜污染;AC表现出了良好的吸附性能,可在再生水的深度处理中作为替代PAC的吸附材料。     

利用分子量分布探讨粉末活性炭对膜生物反应器的影响

采用空间排阻液相色谱法监测了不同粉末活性炭（PAC）投加量下膜生物反应器混合液分子量分布情况,发现当PAC投加量从1 g·L^-1增加到2 g·L^-1时,混合液中分子量大于10×10³的物质会增加;分子量小于0.5×10³及介于3×10³～10×10³的物质含量相当;分子量介于0.5×10³～3×10³的物质显著减少。膜污染速率分别为2.74、3.10 kPa·m^-1,证实了混合液中分子量大于10×10³的有机物是引起膜污染的主要物质。     

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。     

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.