混凝/浸没式超滤膜工艺处理微污染地表水的运行工况和处理效果研究

为了考察混凝/浸没式超滤膜工艺处理微污染地表水时影响跨膜压差增长的因素和对污染物的去除能力,采用实验室小试装置进行试验研究,保持工艺系统出水水量基本不变,观察不同运行工况下跨膜压差的变化,分析混凝剂投加量、混凝反应水箱水力停留时间、曝气强度对膜污染的影响,并考察采用低浓度碱液对膜进行在线清洗的效果,以及混凝/浸没式超滤工艺对污染物的去除效果。结果表明:混凝反应水箱的水力停留时间对膜污染影响较小,停留时间分别为10 min和0 min下运行,跨膜压差增长值接近;混凝剂投加量对膜污染影响较大,硫酸铝(以Al3+计)4 mg/L的投加量对膜污染改善比较好,继续增加投加量对膜污染的改善效果没有明显提高;曝气强度在20 m3/(m2.h)以下时,曝气量越大,对膜污染的改善越好;利用低浓度NaOH溶液进行在线化学清洗可以使跨膜压差得到有效的降低;该工艺的出水浊度保持在0.1 NTU以下,对CODMn和UV254的去除率分别能达到47%和54%。     

曝气强度对MBR活性污泥性质和膜污染的影响

本研究深入探讨了在浸没式生物膜反应器（MBR）中不同曝气强度下活性污泥性质的变化和膜污染问题。试验结果表明：MBR膜污染可分为2个阶段,运行前20dMBR-B（曝气量为0.6m3/h）的膜污染较MBR-A（曝气量为0.2m3/h）严重,而20d后MBR-A的膜污染速率高于MBR-B;曝气强度的差异导致了活性污泥粘度的不同,但污泥粘度与膜污染的相关性不显著;2个MBR污泥浓度差异很小,曝气强度对污泥浓度基本没有影响;曝气强度主要影响着结合态胞外聚合物（EPS）外层（LB-EPS）的变化,对结合态EPS内层（TB-EPS）的影响较小,LB-EPS和蛋白质类LB在整个运行期间与膜污染速率呈现显著正相关,蛋白质是膜污染的主要污染物。     

超滤运行条件对跨膜压差影响的试验研究

为优化超滤运行工况,降低膜污染和提高超滤产水率,对超滤的水力反洗方式及运行参数进行试验研究．结果表明：超滤以75L／（m^2·h）恒流过滤45min后进行水力反洗,“正洗＋反洗＋正洗”为最佳水力反洗方式,第1次正洗4s,反洗8s和第2次正洗8s时,冲洗水中粒径2μm以上的颗粒数达到峰值．超滤运行适宜的正洗1、反洗和正洗2的时间分别为10,10和25s．水力反洗趋于稳定时,冲洗水中2μm以上的颗粒数为472mL^（-1）,其中15／μm以上的颗粒数仅为9mL^（-1）．反洗流量和超滤过滤流量的比值k应在2．0～2．5之间,超滤过滤时间与反洗时间的比值r控制在67．5以内,超滤水力反洗后跨膜压差可有效恢复．     

序批式膜生物反应器运行中膜污染及控制研究

研究了序批式膜生物反应器在5种MLSS浓度和3种曝气强度下的临界通量以及在特定条件下运行的膜污染特征及控制.结果表明,临界通量随MLSS浓度增大呈减小趋势,MLSS浓度在一定范围内时增加曝气强度能增大临界通量.在污泥浓度为8 000mg·L-1、曝气量为0.3m3·h-1、膜通量为15L·m-2·h-1的条件下膜生物反应器以序批方式运行,膜污染以0.126kPa·d-1的速率平稳缓慢增长,没有出现急剧的跨膜压力(TMP)跃升,粉末活性炭的加入有效地减缓了膜污染.     

复合式膜生物反应器处理印染废水的研究

采用复合式膜生物反应器处理印染废水,对污染物均达到了较好的去除效果.系统稳定运行时COD容积负荷为1.16～2.89 kg/(m3·d),污泥负荷为0.13～0.27 kg/(kg·d),COD、色度的平均去除率为90.2%,72.7%.操作压力保持在0.016MPa以下时,膜生物反应器能够保持长时间内稳定运行,系统处理水量恒定,有利于减缓膜污染,延长膜的使用寿命.在一定膜透水量下,曝气量合适范围内时,操作压力增加缓慢.     

PAC及颗粒物对超滤膜有机物污染的影响

为了研究粉末活性炭(PAC)及水中颗粒物对浸没式中空纤维超滤膜有机物污染的影响特性,分别采用单独超滤和PAC-超滤工艺处理含不同污染物的原水,分析其膜比通量和跨膜压差的变化。结果发现:与单独超滤清水相比,投加25 mg/L和100 mg/L的PAC后,稳定运行的膜比通量分别下降了0.06和0.14 L/(h.m2.kPa)。与单独超滤天然有机物污染原水相比,投加20、50、100 mg/L的PAC时的跨膜压差增长速率分别下降了0.003 1、0.002 3、0.001 7kPa/min。天然有机物原水中投加高岭土后经单独超滤和PAC-超滤工艺处理,水力反洗后的归一化膜比通量与投加前相比,分别平均提高了5%和2.6%。     

喷射环流膜生物反应器操作条件对膜污染的影响

选取抽吸时间、停抽时间和曝气强度3个因素设计正交实验,考察喷射环流膜生物反应器膜污染情况.实验结果表明,增大曝气强度、减小抽吸时间、增大停抽时间均能有效地减缓喷射环流膜生物反应器膜污染的发展,但曝气强度过大、抽吸时间过短、停抽时间过长均不利于反应器运行;最佳的工艺组合为曝气强度0.75～1.00 m3·(m-2·h-1),抽吸时间8～10 min,停抽时间4～5 min;3个因素对膜过滤压差上升速率的影响主次顺序为抽吸时间>曝气强度>停抽时间;喷射环流膜生物反应器膜过滤压差上升速率低于传统一体式膜生物反应器.     

曝气生物滤池处理城市污水的中试研究

通过中试系统的运行,研究了表面水力负荷q、温度及气水比等工程控制参数对曝气生物滤池处理城市污水效果的影响。结果表明,温度对微生物的代谢水平具有显著影响,适宜的温度应控制在不小于15℃水平;在20℃的条件下,即便在q高达3.0m3/(m2·h)时,其出水的SS,COD和NH4 -N浓度也可分别保持在15mg/L,60mg/L,18mg/L以下;在q为3.0m3/(m2·h),20℃的条件下,曝气生物滤池用于处理生活污水时,气水比控制为3是比较合理的。     

微絮凝-金属膜净水组合工艺中膜污染机理探析

采用微絮凝-金属微滤膜组合工艺处理微污染水,借助X射线能谱、电镜扫描等微观表征以及动态膜污染数学模型等方法,对微絮凝-金属膜组合工艺运行方式与膜污染机理进行研究.试验结果表明组合工艺对微污染水的浑浊度、UV254以及CODMn平均去除效率分别为97.6%、80.0%和63.1%.选用0.3μm金属膜滤芯时,采用恒通量过滤模式,膜比通量随着通量的增加逐渐从44.44L·(m2·h·kPa)-1增至58.33L·(m2·h·kPa)-1;采用恒压过滤模式,膜比通量随着压力的增加逐渐从47.91L·(m2·h·kPa)-1降至17.63L·(m2·h·kPa)-1,金属膜在恒通量运行时的膜比通量高于恒压运行,说明恒通量运行时膜阻力增长较为缓慢.通过X射线能谱分析膜表面污染物中含有O、Al和Si等元素,推断膜表面主要污染物是硅酸铝盐;通过电镜扫描与动态膜污染数学模型模拟的结果表明,金属膜膜污染的主要形式为滤饼层污染.     

PVB超滤膜污染特性及其在MBR中的应用

采用连续制膜技术制备了平片式聚乙烯醇缩丁醛(PVB)超滤膜。该膜室温下平均纯水通量为0.02 L/(m2.h.Pa),对牛血清白蛋白(BSA)的平均截留率为25.0%(BSA水溶液质量浓度0.5 g/L)。通过终端过滤实验,以活性污泥混合液为处理对象,分析了PVB超滤膜过滤过程中的膜污染特性。结果表明:沉积层阻力占总过滤阻力的70%以上,是PVB膜过滤活性污泥混合液过程中污染阻力的主要组成部分;将制备的PVB超滤膜应用于好氧膜生物反应器(MBR)处理生活污水中,PVB-MBR系统在膜通量12 L/(m2.h)条件下运行105 d,期间未对膜进行任何人为清洗,系统抽吸压力能够在-16~-22 kPa间维持稳定,且系统出水的主要水质指标完全符合国家城镇污水处理厂污染物排放一级A的标准。