浸没式新型PVC膜生物反应器在市政污水处理应用研究

利用一套浸没式新型PVC(Polyvinyl chloride)超滤膜材料的膜生物反应器(membrane bioreactor,MBR)处理市政污水,研究了该新型PVC-MBR的长期运行效果、运行状况及膜污染控制效果.结果表明:新型PVC-MBR对主要污染物COD、NH4+-N、TP和浊度等有很好的去除效果;对COD、NH4+-N去除率分别可以稳定在90%和95%以上;外加化学混凝辅助除磷条件下运行可保证出水TP小于0.5mg/L;膜出水浊度小于0.1NTU,出水水质可达到城市杂用水水质标准(GB/T 18920—2002)的要求.在20L/(m2·h)通量条件下,膜系统运行稳定,跨膜压差(TMP)基本保持在-35kPa以内,在第195天进行离线化学清洗,通过1×10-3NaClO和质量分数0.2%NaOH混合离线清洗后可以使膜运行的TMP恢复至接近新膜通量的水平.     

常规式与运动式厌氧正渗透膜生物反应器处理酒精废水性能的对比

考察了常规式和运动式厌氧正渗透膜生物反应器(AnOMBR)处理高浓度酒精废水的运行性能.结果表明,两种类型AnOMBR的正渗透(FO)出水相同,其COD小于80 mg/L,NH~+_4-N和TN小于30 mg/L,TP小于0.2 mg/L.FO出水采用反渗透回收汲取液,两种AnOMBR的出水不仅满足酒精废水排放标准(GB 27631—2011)而且满足城市杂用水回用标准(GB/T 18920—2002).此外,两种类型AnOMBR处理酒精废水过程中,CH_4产率均为0.37 L CH_4/g COD左右,可以实现沼气回收.与常规式AnOMBR相比,运动式AnOMBR取得了更好的FO膜通量运行效果且具有更轻的生物污染和有机污染,这表明通过往复运动增加膜面剪切力的方式可以有效缓解FO膜污染.运动式AnOMBR处理酒精废水可以同步实现沼气回收和废水回用,在高浓度有机废水处理领域具有较好的应用潜力.     

外置式中空纤维膜-生物反应器处理污水的研究

设计了可正/反运行的外置式膜-生物反应器(RMBR),研究了RMBR处理污水的工艺条件,讨论了膜面流速、添加粉末活性炭(PAC)等因素对临界膜通量、CODcr脱除率的影响.结果表明:在进水水质CODcr为312~584 mg/L,NH3-N为16~40 mg/L时,RMBR的出水水质达到CODcr<15 mg/L(脱除率>96.5%),NH3-N<1.53 mg/L(平均去除率>80%),浊度<0.17 NTU;添加PAC后出水水质CODcr<4.22 mg/L,临界循环比降低了10%~20%;对于已污染的膜,水反冲洗、碱浸泡后水反冲洗、碱浸泡 酸浸泡后水反冲洗可使膜通量恢复至新膜的47%,83%,94%;组件反置运行可使膜通量恢复约10%.     

膜法富氧曝气和粗内径对外置式中空纤维膜生物反应器性能的影响

膜法富氧曝气可以提高外置式膜生物反应器(RMBR)污水处理负荷,处理效果好,出水无色无味,固体悬浮物(SS)未检出,浊度小于0.1NTU,COD去除率大于95%,氨氮去除率大于98%,满足中水回用标准.试验结果表明,用内径为2 mm聚醚砜(PES)中空纤维膜制作的RM-BR,长期稳定运行而未出现堵塞.增加跨膜压差(TMP)可以增加膜通量,当TMP超过适宜值后表现为通量与TMP无关的特性.提高膜面流速可以削弱污染层的形成,当超过适宜流速后也表现出通量与流速无关的特性.不同的污泥浓度(MLSS)存在适宜的TMP和适宜膜面流速:当MLSS为2.2 g/L、3.1 g/L、4.6 g/L时,适宜的TMP为100 kPa、80 kPa、60 kPa,膜面流速为0.6～0.9m/s.合适的反冲洗周期为40 min,较佳的反冲洗程序为60 s反洗 15 s正向冲洗.反冲洗和化学清洗可分别使膜的通量恢复至新膜的78%和89%.300h的运行表现出较好的稳定性.     

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.     

“化学沉淀-超滤”组合工艺处理焦磷酸盐镀铜废水的研究

采用"化学沉淀-管式超滤"组合工艺对焦磷酸盐镀铜废水中的铜和总磷进行处理.探究了氢氧化钙投加量、搅拌时间和搅拌速度对铜和总磷的去除效果,以及运行压力、膜面流速对膜通量的影响,考察了超滤膜污染状况及其影响因素.研究表明,氢氧化钙投加量1.25 g/L、搅拌时间24 min、搅拌速度150 r/min、运行压力0.15 MPa、膜面流速2.5 m/s时,膜的稳定通量在700 L/(m~2·h)左右,出水中铜质量浓度稳定在为0.2～0.3 mg/L,总磷质量浓度稳定在0.2～0.4 mg/L,均符合《污水综合排放标准》(DB12/356—2008)对铜和总磷的要求.组合工艺中的超滤膜污染主要来源于管式膜内壁的滤饼层,经过酸洗后可以较好地恢复稳定通量.     

超滤膜在处理农药废水过程中的膜污染行为分析

由于高级氧化后的农药废水中含有大量小分子有机物,纳滤膜被应用于农药废水处理,但是,纳滤膜对进水水质有一定的要求,需要采用混凝-超滤法对高级氧化后的农药废水进行预处理.本文考察了混凝剂种类和用量对混凝效果的影响,并对3种孔径的聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维超滤膜在不同压力下的抗污染性能和临界操作条件进行了研究.结果表明,当聚合氯化铝(PAC)投放量为800mg/L,三氯化铁(FeCl_3·6H_2O)投放量为500mg/L,聚丙烯酰胺(PAM)投放量为10mg/L时,混凝-超滤组合工艺对废水中化学需氧量(COD_(Cr))、总磷(TP)、浊度、色度的去除率分别达到58.0%~59.1%、88.8%~89.7%、99.8%~99.9%、84%.平均孔径为20nm的PVDF超滤膜比平均孔径为11nm和40nm的PVDF超滤膜具有更高的临界通量和渗透性能.对膜污染、通量衰减模型的考察结果显示,孔内堵塞是导致孔径减小和通量衰减的主要原因.通过优化超滤膜孔径,能够显著降低膜孔堵塞现象,获得较高的运行通量.     

PVC超滤膜处理生活污水及膜污染控制研究

为了研究PVC中空纤维超滤膜直接处理高浓度污水的能力以及膜污染的控制方法,实验将PVC超滤膜采用错流过滤直接处理某污水处理厂生活污水,并采用脉冲进料控制膜污染.结果表明,生活污水经三级过滤后,相关指标达到一级A排放标准:污水浊度降到0.1NTU以下:CODr由120.97 mg/L降到47.34 mg/L,去除率为60.9％;DOC由8.95 mg/L降到4.08 mg/L,去除率为54.4％;细菌截留率为99.6％.实验研究表明,采用低频脉冲进料可以有效提高膜表面的剪切力,缓解超滤膜的污染,与连续运行方式相,低频脉冲进料能提高膜的平衡通量近2倍.     

无机碳膜处理油田生化出水

为解决稠油污水膜法资源化的预处理问题,采用无机碳膜处理油田生化出水。研究了跨膜压差和温度对膜通量大小以及膜通量稳定性的影响。研究表明:经40nm无机碳膜处理后SDI小于3,悬浮物含量小于0.1mg/L,浊度小于0.1NTU,满足反渗透进水要求;最佳工艺条件为跨膜压差0.3MPa,温度区间36℃～40℃。     

中空纤维膜的抗臭氧性能研究

针对臭氧氧化-活性炭吸附-超滤(O3-BAC-UF)集成的水处理工艺中对超滤膜的苛刻的耐臭氧性要求,对五种常用的中空纤维膜如聚偏氟乙烯(PVDF)、聚醚砜(PES)、聚丙烯腈(PAN)、聚丙烯(PP)及聚乙烯(PE)进行臭氧破坏性测试,考察了其对臭氧的耐受性;将五种膜分别在500 mg/L,100 mg/L,50 mg/L的臭氧浓度中处理30 d,并测试膜丝的纯水通量、始泡点压力、爆破压力、拉伸强力及断裂伸长率随臭氧处理时间的变化,直至膜丝发生氧化断裂.结果表明,PP、PE均在1d时间内粉化;PES则在15 d后发生粉化;PAN没有发生粉化,但其水通量及机械强度下降严重;PVDF的纯水通量增加,但其机械性能几乎没有变化.相关研究可为臭氧氧化-活性炭吸附-超滤集成的水处理技术中膜的优选提供依据.