膜-生物反应器中膜污染特性研究

膜污染是膜-生物反应器的主要问题。本研究考察了一体式膜-生物反应器在过滤活性污泥混合液条件下膜污染的微生物学特性和水力学特性,提出了膜-生物反应器的优化运行应采取控制系统活性污泥浓度、膜通量低于临界浓度和临界膜通量,并定期适当排泥等措施。     

炭载体MBR处理低碳、氮比生活污水效能研究

为使膜生物反应器工艺在取得高质量出水的同时能更有效地延缓膜污染,从而延长膜的工作周期和使用寿命,向生物反应器中一次性投加了1500 mg/L的粉末活性炭(PAC),同时该膜生物反应器采用恒温(30℃)、恒定膜通量(7 L/(m~2·h))和间歇抽吸(开10min,停3min)的方式连续运行120 d．结果表明,PAC的加入使活性污泥中的一部分微生物以PAC作为载体形成生物膜,从而在膜生物反应器中形成了以生物膜和活性污泥2种形式构成的新的生态系统,大大提高了膜生物反应器的污水处理效果．由于PAC的加入,改善了膜表面滤饼层的水力特性,从而减小了膜过滤阻力,有效延缓了膜污染．     

两种膜的前端处理技术减缓膜污染的试验研究

通过超滤膜过滤粉末活性炭预处理长江水和混凝沉淀预处理太湖水的上清液试验,比较各工艺中有机物极性含量的变化,结合膜的扫描电镜照片,探讨粉末活性炭和混凝沉淀预处理技术对膜污染的减缓作用。结果表明,疏水性有机物是造成膜污染的主要因素,亲水性有机物对膜污染的影响较小。超滤膜分别过滤经20mg/L投量的粉末活性炭预处理的长江水样和25mg/L投量的聚合氯化铝预处理的太湖水样时,相比直接过滤2种原水,超滤膜反洗后膜通量可有效恢复。粉末活性炭和混凝沉淀预处理后,膜表面形成的滤饼层较松散,易被周期性反洗排出膜组件,滤饼层可阻止疏水性有机物直接沉积在膜表面,减缓超滤膜污染,同时也可提高超滤膜出水的化学安全性。     

PAC-UF工艺处理沉淀池出水试验

利用粉末活性炭(PAC)和浸没式超滤膜组件联合处理净水厂沉淀池出水,并对处理前后水样的浊度、CODMn、UV254、TOC和三氯甲烷生成势进行检测.结果表明:PAC能够加强超滤膜对水中颗粒及胶体物质的控制,使出水的浊度保持在0.10NTU以下,去除率在95%以上;PAC能有效提高超滤工艺对有机物的去除能力,PAC的最佳投量在20～30mg/L;PAC和超滤膜联合使用还能去除三氯甲烷的前驱物,在投量为20～30mg/L时能降低23.9%～31.4%的三氯甲烷生成势.通过分析PAC投量对膜通量下降的影响可知,PAC投加可以降低膜污染,同时,PAC-UF工艺中形成的膜污染以粉末活性炭颗粒泥饼层为主,可以通过简单的水力反冲洗实现通量恢复。     

载银活性炭/超滤组合技术去除溶解性有机物

为了强化水中溶解性有机物的去除效果,采用载银粉末活性炭与超滤( ultrafiltraction,UF)组合工艺处理微污染原水,研究了溶解性有机炭( dissolved organic carbon,DOC)和紫外吸光度( ultraviolet absorbance,UV254)的去除效果、三维荧光特性、影响因素以及膜污染控制的影响.研究结果表明：与常规粉末活性炭相比,载银活性炭对DOC和UV254的去除效果有较显著改善;在载银量0.10%、0.50%、1.00%和投炭量50、60、80、100 mg/L的条件下,随着活性炭载银量和投炭量的增加, DOC和UV254去除率呈现增加的趋势;单位质量的载银活性炭对UV254和DOC的去除率随投炭量的增加而下降,投炭量80 mg/L、载银量0.50%符合出水水质要求;载银粉末活性炭可以更有效地去除紫外区类腐殖质物质;吸附时间20 min时达到吸附平衡,活性炭在酸性条件下更有利于对有机物的吸附.载银活性炭对膜污染的控制较好,超滤膜经反洗后膜通量恢复较好,膜污染指数增长缓慢.     

基于群体感应猝灭理论的MBR膜污染控制技术研究进展

膜生物污染是由细菌附着在膜材料表面形成生物膜,造成膜孔阻塞、膜通量下降的现象,膜生物污染问题大幅增加了膜生物反应器(MBR)在运行和维护过程的额外能源消耗和运行成本,是限制膜生物反应器高效及稳定运行的主要瓶颈.近年来提出的基于群体感应(quorum sensing,QS)理论的群体猝灭(quorum quenching,QQ)技术是一种新兴且有效的生物膜抑制技术,在膜污染控制领域备受关注.QQ技术可通过干扰细菌的群体感应系统来阻止其所依赖的信号分子的基因表达,从而有效抑制细菌胞外聚合物(EPS)的分泌,并最终减少膜材料表面生物膜的形成.本文首先介绍了QS理论和QQ技术的原理、QS理论在生物膜形成与分解中的作用及实现QQ技术的3种途径;从外加群体猝灭剂(化合物、酶、细菌等)角度,介绍了基于QQ技术的膜污染控制方法;并根据近年来国内外的最新研究进展,归纳总结了QQ膜污染控制中的猝灭剂固定化技术及其在MBR反应器中的应用;最后对QQ膜污染控制技术的未来研究进行了展望.     

无机陶瓷膜在含油废水处理中的应用

综述了在油水分离中减缓膜污染、提高过滤效率的途径,即可以通过优化膜的孔径、膜表面亲水改性、构筑三维网孔结构的新型分离膜以及使用膜清洗等方法提高膜的抗污染性能。研究表明:控制膜孔径略小于油滴直径时能获得较理想的分离效率与较大的渗透通量;SiC陶瓷膜及表面负载Al₂O₃、TiO₂、ZrO₂等物质的其他分离膜具有亲水疏油性并且能够提高膜的抗污染性能,可使油滴截留率提高到98%以上,减缓膜污染;利用化学气相沉积技术构筑的CNTs三维网孔状结构膜可使油截留率达到100%;最后,采用化学清洗结合反冲洗可有效恢复陶瓷膜的膜通量。     

膜-吸附生物反应器处理东江水的中试研究

针对东江原水,以混凝沉淀作为预处理,采用中试试验,通过与传统砂滤及单独超滤工艺对比,研究膜-吸附生物反应器(MABR)的除污染效能,并考察MABR的膜污染情况.结果表明:MABR对沉后水中有机物的去除能力明显优于传统砂滤和单独超滤,对CODMn和UV254的平均去除率分别达72.4%和89.1%;系统启动完成后,MABR对沉后水中的NH3-N和NO2--N也表现出良好的去除效能,出水NH3-N和NO2--N质量浓度分别稳定在0.2和0.05 mg/L以下.MABR在连续曝气(强度为12.5 m3/(m2.h),以膜池底面积计算)、20 L/(m2.h)通量、每8 h反冲洗5 min的模式下运行时,膜污染较为严重,跨膜压差平均增长速率为0.51 kPa/d,需进一步优化相关参数以减缓膜污染,缩短化学清洗周期.     

胞外聚合物EPS对MBR膜污染的影响

EPS普遍存在于活性污泥絮体内部及表面,在细胞之间构成一种架桥作用,细胞通过这些胞外物质进行物质和能量的传递,具有重要的生理功能.MBR膜通量下降主要来自污泥而非上清液中的胶体和溶解性有机物;EPS浓度和组成影响污泥混合液疏水性、Zeta电位、黏度、粒径等物理、化学特性和菌胶团的生物活性,且与膜污染程度相关关系良好;通过操作条件的调整可以改变EPS的组成和含量,在保证污泥系统正常运行的同时维持良好的膜通量.     

Treatment of submerged hollow fiber ultrafiltration membrane for reuse of sludge water

To lower the costs of wastewater treatment, the submerged hollow fiber ultrafiltration membrane was employed to reuse the filter backwash water and settling tank sludge water. Experimental study indicates that the submerged hollow fiber uhrafihration membrane can condense the concentration of sludge from 0. 1% -0. 3% to 2.5%. At 20 ℃, the system can operate continuously for 80 clays with daily online backwashing with chemical additions only once, and the membrane flux can be recovered up to 97% by using NaClO and NaOH as chemical additions. The results show that the membrane flux is mainly affected by temperature,and has a positive lin- ear relation to temperature with a slope of 0. 368. After treated by submerged hollow fiber uhrafihration membrane, the effluent can reach the National Standard for Drinking Water（ GB5749 -85 ） , especially for the sludge water from sedimentation tanks and the backwashing Water from filters in water supply plants.     

MBR+蠕虫反应器膜污染特征及微生物群落结构

为研究针对MBR+蠕虫反应器工艺中蠕虫捕食对膜污染的影响,在常温下分别平行运行MBR+蠕虫反应器(R1)和作为对照系统的MBR+空白蠕虫反应器(R2).监测R1工艺中MBR(S-MBR)和R2工艺中MBR(C-MBR)的跨膜压力(pTM),检测污泥混合液及泥饼层微生物代谢产物的变化.利用变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术分析S-MBR和C-MBR中微生物种类和分布.结果表明:S-MBR的膜污染周期为90 d,C-MBR的膜污染周期为28~37 d,蠕虫捕食导致S-MBR中SMP和EPS的多糖和蛋白质减少.S-MBR膜丝表面是微生物菌群Alphaproteobacterium,Betaproteobacterium,Deltaproteobacterium和Geobacter,而C-MBR膜丝表面是微生物菌群Azorhizobium,Rhodobacter,Gammaproteobacterium和Flavobacteria,对MBR膜污染进程起主要作用.Caldilinea可能与S-MBR膜污染减轻有关.蠕虫捕食可改变微生物群落结构,减缓S-MBR膜污染.     

过滤方式对浸没式超滤膜出水水质和膜污染的影响

运行条件是影响超滤膜过滤性能的重要因素,针对这一问题,以东江水源水为研究对象,系统考察恒定水头和恒定通量2种过滤方式对浸没式超滤膜出水水质和膜污染的影响.中试结果表明,恒定水头和恒定通量2种过滤条件下,超滤膜对颗粒物和有机物的去除效果相差不大.在长期运行过程中,恒定水头过滤引起的不可逆膜污染比恒定通量过滤条件下严重,通过选择合理的膜通量和清洗方式,采用恒定通量过滤可使膜系统在较长时间内保持稳定运行.     

粉末活性炭-超滤组合工艺处理沉后水的试验研究

采用超滤与粉末活性炭组合工艺处理某水厂沉淀池出水,对比不同浓度（0、10、20和40mg/L）粉末活性炭对水中污染物的去除及对膜运行性能的影响。结果表明,随着粉末活性炭浓度的增加,粉末活性炭-超滤组合工艺对UV254和CODMn的去除效果也增强。同时,粉末活性炭可以有效延缓膜污染,对维持超滤膜长时间稳定运行起到重要作用,膜在污染后经过化学清洗后可以基本恢复。     

滑石粉对MBR法处理造纸废水的影响

目的减缓膜污染同时更好地处理造纸废水．方法实验选用一体式膜生物反应器法处理造纸废水，并在反应器中投加具有吸附性能的滑石粉，滑石粉用0．1mm孔径的筛网筛出，其投加量为1．2g／L．结果实验结果表明．在水力停留时间不变的条件下，污泥质量浓度逐渐增大出水CODCr的含量逐渐降低，当污泥质量浓度达到10g／L以上时，废水CODCr的去除率可达到90％以上．滑石粉的投加降低了泥水混合液的黏性，形成的污泥颗粒较大较松散，减缓了泥饼层的形成．结论滑石粉的吸附作用对造纸废水中难降解的有机物大分子的去除起到了良好的促进作用，减缓了膜污染，在膜生物反应器中投加滑石粒具有可行性．     

膜生物反应器净化微污染引黄水库水效能

为考察膜组合工艺处理微污染原水的可行性,研究膜生物反应器（MBR）与膜粉末活性炭生物反应器（PAC-MBR）对低温低浊微污染引黄水库水的处理效果及膜污染状况.两者对浑浊度均能保证稳定的去除效果,去除率保持在97%以上;对有机物去除能力依次为PAC-MBR〉MBR〉常规处理工艺〉单独的超滤膜（UF）;单独的超滤膜对氨氮几...     

Membrane fouling characteristics analysis of high concentration powdered activated carbon-microfiltration integrated system

The membrane fouling characteristics of high concentration powdered activated carbon-microfiltration (HCPAC-MF) integrated process are studied by comparing them with those of direct microfitration system using the particle counter,scanning electron microscope (SEM) and atomic force microscope (AFM). The results indicate that the specific flux of HCPAC-MF is 3 times better than that of the direct filtration process after the system is stabilized. The addition of HCPAC changes the particle distribution of raw water and influences the structure of surface fouling layer. The PAC with irregular shapes aggregating on the membrane surface makes the cake layer structure loose and increases the roughness of membrane surface,and this decreases the thickness of hydrodynamic boundary layer and the membrane resistance. After the physical cleaning,the membrane surface and pores are clean without any fouling matters aggregation,which illustrates that the cake layer of PAC can be formed quickly in this HCPAC environment and prevent the occurrence of irreversible fouling.     

原水及沉后水对PAC／UF工艺膜污染的影响

为考察超滤过程膜污染的主要影响因素,采用模拟粉末活性炭-超滤(PAC／UF)工艺处理微污染原水及其沉后水,对比两种水体膜污染特性差异,分析颗粒物粒径和溶解性有机物特性对膜污染的影响．结果表明,PAC/UF工艺能够有效减轻沉后水超滤过程膜污染,但对原水超滤过程没有改善效果. 原水以中小分子亲水性有机物为主,PAC可有效去除其中芳香类和溶解性微生物代谢产物,但没有减轻膜污染,这些有机物不是造成原水膜污染的主要因素. 胶体颗粒粒径小、含量高是导致PAC/UF工艺无法减轻原水膜污染的主要原因,颗粒含量及粒径分布对膜污染有重要影响.     

中空纤维膜-生物反应器处理生活污水试验研究

研究了中空纤维膜、生物反应器对生活污水的处理,采用的容积负荷达3.68kgCOD/m~3·d,是普通活性污泥法的3～6倍。生活污水水质:COD_(Cr)135～768mg/L,NH_3-N13～42mg/L,pH=6.5～7.5;系统处理出水COD小于20mg/L,NH_3-N平均去除率达87.8％;系统稳定运行100多天,获得了良好的出水水质,处理出水可直接用做杂用水。试验结果表明该工艺在污水处理方面前景良好。     

悬浮填料延缓DMBR膜污染的研究

采用两组平行动态膜生物反应器(DMBR)处理模拟生活污水,对比研究投加悬浮填料对DMBR中污泥混合液特性、胞外聚合物(EPS)及膜污染的影响。投加和未投加悬浮填料的反应器分别记为反应器A、B。实验结果表明:运行期间,反应器A混合液中污泥浓度、Zeta电位降低与粘度增加程度、膜通量衰减及膜阻力增大速度均小于反应器B,且Zeta电位与蛋白质含量呈强负向相关、而粘度与多糖含量呈强正向相关。由反应器A、B膜基材的扫描电镜可直观地看出,未投加悬浮填料的膜表面沉积大量的污染物,致使膜孔堵塞;而投加悬浮填料的膜表面污染物较少,抗污染性能明显有所改善。在DMBR中投加悬浮填料有利于延缓膜污染。     

立式A/O-MBR处理生活污水的试验研究

建立了立式A/O-MBR系统,该系统在A段与O段体积比为0.7时,TN去除效果较为理想.运行期间,对COD、NH3-N、TN的去除效率均较高.而立式A/O-MBR所需占地面积小于其他工艺,具备将其投入工程应用的潜质.试验中对比了由尼龙筛网形成的DMBR与MBR在运行状况与出水水质上的差异性,结果表明：DMBR一定程度上能够有效克服MBR成本高、易污染等缺点,且出水水质良好.