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.     

正渗透膜生物反应器滤饼层性质研究

正渗透膜生物反应器(OMBR)作为一种新兴的技术,有很好的应用前景,但是关于其膜污染的研究尚且不多。该文章研究了在OMBR运行过程中膜表面所形成滤饼层的性质。结果显示,在OMBR运行初期,大粒径颗粒先沉积在膜表面,随着运行,生物反应器内的颗粒变小,小的颗粒沉积在膜表面。滤饼层韧性比较强,很容易将其从膜表面冲刷下来。扫描电镜显示滤饼层与正渗透膜接触一侧很光滑,冲洗后的膜只有少量污染物残留。这是由于正渗透膜表面粗糙度小,孔隙小,污染物很难进入膜孔中,滤饼层与膜之间连接不紧密。滤饼层中51%重量组分的物质是有机物,其余是无机污染物。通过红外测定,主要的有机污染物是多糖和蛋白质,是生物聚合物的主要成分。通过能量散射X射线分析仪(EDX)显示主要无机元素是Si, Ca, Mg, Al和Fe。综上,正渗透膜生物反应器产生的膜污染易清洗,要减少其膜污染需要控制生物聚合物和无机污染物的量。     

悬浮填料控制MBR膜污染效能研究

以聚丙烯无纺布为膜组件,向浸渍式膜生物反应器中投加软质多孔、悬浮填料处理人工废水。分析测定膜污染阻力（Rf）、滤饼层阻力（Rc）、膜通量（FLUX）、跨膜压力（TMP）及处理水浊度和CODCr的变化,研究软质悬浮填料控制膜生物反应器膜污染的效能。实验结果表明,投加软质悬浮填料能有效降低膜污染阻力、滤饼层阻力和跨膜压力,增加膜通量,有利于延缓膜污染,提高膜组件的过滤性能;MBR中投加软质悬浮填料能提高CODCr的生物去除效率,但是降低了膜组件对微小悬浮固体的截留效能,增加了出水浊度和CODCr浓度。     

生物陶粒柱-PAC-MBR系统处理饮用水研究

利用生物陶粒柱和粉末活性炭结合膜生物反应器处理饮用水,研究表明,该预处理工艺不仅解决了膜生物反应器氨氮去除不力的弱点,避免了亚硝酸盐的积累,而且极大地降低了膜生物反应器的有机负荷.生物陶粒柱-PAC-MBR系统高锰酸盐指数平均去除率为76.97%,氨氮和亚硝酸盐的平均去除率分别达到了95.50%和99.15%;而预处理工艺还可以减轻浓差极化,延缓膜污染,在试验过程中形成的膜孔阻力和滤饼阻力之和比没有预处理的膜生物反应器中超滤膜下降了72%.     

正渗透膜生物反应器滤饼层性质研究（英文）

<正>渗透膜生物反应器(OMBR)作为一种新兴的技术,有很好的应用前景,但是关于其膜污染的研究尚且不多。本文研究了在OMBR运行过程中膜表面所形成滤饼层的性质。结果显示,在OMBR运行初期,大粒径颗粒先沉积在膜表面;随着运行,生物反应器内的颗粒变小,小的颗粒沉积在膜表面。滤饼层韧性比较强,很容易将其从膜表面冲刷下来。扫描电镜显示滤饼层与正渗透膜接触一侧很光滑,冲洗后的膜只有少量污染物残留。这是由于正渗透膜表面粗糙度小,孔隙小,污染物很难进入膜孔中,滤饼层与膜之间连接不紧密。滤饼层中51%重量组分的物质是有机物,其余是无机污染物。通过红外测定,主要的有机污染物是多糖和蛋白质,是生物聚合物的主要成分。通过能量散射X射线分析仪(EDX)显示主要无机元素是Si、Ca、Mg、Al和Fe。综上,正渗透膜生物反应器产生的膜污染易清洗,要减少其膜污染需要控制生物聚合物和无机污染物的量。     

生物陶粒柱—PAC—MBR系统处理软用水研究

利用生物陶粒柱和粉末活性炭结合膜生物反应器处理饮用水，研究表明，该预处理工艺不仅解决了膜生物反应器氨氮去除不力的弱点，避免了亚硝酸盐的积累，而且极大地降低了膜生物反应器的有机负荷，生物陶粒柱-PAC-MBR系统高锰酸盐指数平均去除率为76.97%，氨氮和亚硝酸盐的平均去除率分别达到95.50%和99.15%；而预处理工艺还可以减轻浓度极化，延缓膜污染，在试验过程中形成的膜孔阻力和滤饼阻力之和比没有预处理的膜生物反应器中超滤膜下降了72%。     

陶瓷膜有机物污染的阻力分析研究

陶瓷膜污染主要由膜面滤饼层、膜面凝胶层、膜孔堵塞3部分污染组成,通过陶瓷膜污染过程的实验研究,对陶瓷微滤膜有机污染进行了阻力分析,分析了操作压力、模拟液浓度、模拟液温度对膜过滤过程中总阻力以及各部分阻力的影响。结果表明:在0.05 MPa～0.2 MPa的试验操作压力范围内,膜表面阻力所占比例均在75%以上,是膜污染最主要来源;膜孔堵塞阻力所占比例较小,且随着操作压力的增大,膜孔堵塞阻力越不明显;随着模拟液TOC值的提高,膜污染加剧,在3 mg/L～40 mg/L的实验浓度范围内,膜表面阻力均占总阻力的50%以上,是膜污染的重要来源;通过电镜对陶瓷膜被污染前后的断面进行扫描比较在微观层面上证实了阻力分析的结果。     

多孔悬浮填料对SMBR性能的影响

以聚丙烯无纺布为膜组件,向浸渍式膜生物反应器中投加多孔、悬浮填料处理人工废水。通过分析测定膜通量、跨膜压力变化及处理水浊度和CODCr,考察填料对浸渍式膜生物反应器性能的影响。实验结果表明,投加填料在一定程度上能够减缓可逆的滤饼层污染阻力,保持较高的膜通量,但是投加填料却破坏了污泥絮体的稳定性,导致处理水的浊度、CODCr及跨膜压力的增大,增加了不可逆膜污染阻力。     

死端型微滤膜的污染机理分析

研究使用死端型微滤去除金枪鱼脾脏提取物中悬浮大颗粒过程中的膜污染机理.膜孔堵塞阻力以及膜表面滤饼层阻力.膜孔堵塞是引起膜通量降低的主要污染机理.而膜表面的滤饼层则决定微滤过程的持续时间.改变膜孔径和透膜压力可影响不同膜污染机理间的转化,从而改变了不同污染机理的持续时间.微滤前离心和预过滤去除了金枪鱼脾脏提取物中的部分悬浮颗粒,改变了其中颗粒尺寸分布从而影响了微滤过程中污染机制.观察发现,颗粒尺寸分布是膜污染机制中较重要的因素.     

污泥龄对膜生物反应器膜污染的研究

膜生物反应器在SRT为15、30、60 d运行条件下对COD的去除率都在95％左右,30 d和60 d的反应器出水NH4+ —N质量浓度达到国家城镇污水处理厂水污染物排放一级标准;SRT=30 d的反应器在运行前20天TMP都在30 kPa以下,运行效果较好;通过SEM观察膜丝表面形态SRT为30 d的膜丝膜污染程度比较小,膜丝没有完全被泥饼层覆盖.     

电凝聚膜生物反应器膜过滤特性

以模拟印染废水为研究对象,考察了ECMBR和MBR系统中的膜污染和污泥混合液特性.结果表明:两系统膜过滤阻力均以沉积阻力为主,MBR和ECMBR中沉积阻力分占总阻力的99%和9334%,但ECMBR总阻力仅为普通MBR污泥总阻力的1/4,电凝聚可有效降低沉积层阻力.对比分析两系统中的混合液特性,ECMBR中污泥平均粒径大,Zeta电位绝对值小,胞外聚合物和溶解性微生物产物浓度低,污泥相对疏水性较高.电凝聚通过改变混合液特性,从而有效改善膜生物反应器过滤性能,增加膜通量,减少膜过滤阻力.     

粉末活性炭吸附对超滤膜处理再生水膜污染状况的影响

利用粉末活性炭-超滤(PAC-UF)组合工艺处理污水厂二级出水中腐殖酸(humic acid,HA)溶液,主要考察在不同的PAC投加量工况下对膜通量的影响、膜污染阻力变化、Hermia经典过滤堵塞模型拟合和膜污染趋势分析情况。结果表明,PAC颗粒本身几乎不会影响膜通量的下降,处理腐殖酸类有机溶液的PAC最佳投加量为20 mg/L;腐殖酸导致的膜污染以不可逆膜污染为主,其与滤饼层污染模型的拟合度最好;将超滤阶段分为初期黏附阶段与后期黏聚阶段,初期阶段导致的膜通量下降更加剧烈,后期阶段形成的滤饼层有效的拦截有机物避免直接接触超滤膜。     

三氯化铁混凝作用提高膜生物反应器混合液可滤性

探讨了投加三氯化铁对膜生物反应器（MBR）膜污染减缓的影响,比较了复合式膜生物反应器（HMBR）和传统膜生物反应器（CMBR）污泥混合液的可滤性．结果表明：当Fe（Ⅲ）的投加量为1．2mmol／L时,能最大程度地提高污泥混合液的可滤性;稳定阶段的HMBR膜污染速率大约是CMBR的40％;Fe（Ⅲ）强化去除了上清液中分子质量（MW）〉10kDa的溶解性微生物产物（SMP）;上清液中大分子有机物的去除有助于提高污泥混合液的可滤性．污泥絮体中胞外聚合物（EPS）的元素分析表明,Fe（Ⅲ）与EPS中的负电官能团相互结合,增大了污泥颗粒．     

PAN中空纤维超滤膜污染与膜阻力测定

对膜污染问题进行了研究，指出浓差极化、滤饼层形成和膜孔堵塞是造成膜污染的主要原因。同时测定了PAN膜阻力．试验结果表明，PAN膜超滤过程中主要阻力来源为膜孔吸附、凝胶层及浓差极化等引起的膜污染阻力，占总阻力的71．61％。膜自身阻力和不可逆阻力分别占与总阻力的28．39％和11．76％，所占与比例较小，有利于实际应用。     

序批式膜生物反应器脱氮除磷性能研究

采用平行试验的方式对比序批式膜生物反应器与传统膜生物反应器在不同进水碳氮比条件下对污染物质的去除效果.试验结果表明,序批式膜生物反应器强化了传统膜生物反应器的脱氮除磷性能.进水碳氮比在(7.8～32.2)∶1范围内,序批式膜生物反应器TP平均去除率为93.9%,TN平均去除率由传统膜生物反应器的31.8%提高至87.4%,且保持稳定,无需外加碳源.序批式膜生物反应器混合液EPS含量高于传统膜生物反应器.     

电凝聚控制MBR膜污染的研究

试验考察了SECMBR的膜过滤特性,探讨了电凝聚对控制MBR膜污染的作用及机理.试验结果表明:胞外聚合物(EPS)、溶解性代谢产物(SMP)、ζ电位和污泥颗粒粒径等是膜污染的重要影响因素.SECM BR的膜污染远小于SM BR;SECM BR原位溶出铁离子与EPS结合,絮凝性增强,滤饼层污染减轻;SECM BR中电凝聚可降低单位容积活性污泥分泌的SM P与EPS,减轻膜污染;SECM BR降低EPS和SM P中主要污染物蛋白质的比例,减轻膜污染;ζ电位与Rc之间呈负相关,在SMBR与SECMBR中相关度分别为-0.798 8和-0.557 4.SECM BR在电场与铁粒子作用下降低了ζ电位绝对值,减轻了膜污染.     

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。     

复合式MBR处理化学合成类制药废水研究

采用复合式膜生物反应器（CMBR）对化学合成类制药废水的厌氧反应器出水进行处理研究,系统在不同的水力停留时间（HRT）下,各运行了一段时间,以此寻求最短HRT.实验结果表明,当HRT为10 h和5 h时,进水COD质量浓度在915.9-1 937.5 mg/L之间波动,复合式MBR的出水COD分别为62.5-141.7 mg/L和76.2-149.7 mg/L,COD去除率分别为88.7%-96%和85.7%-94.3%,均可以满足达标排放标准要求（150 mg/L）.当HRT为3 h时,出水COD质量浓度为176.2-291.7 mg/L,不能满足达标排放标准要求.复合式MBR处理化学合成类制药废水的最佳HRT应控制在5 h.污泥质量浓度（MLSS）与COD去除的关系表明,为了得到更好的COD去除率,复合式MBR的最佳MLSS应控制在7 000 mg/L左右.