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.     

PVDF-DCOIT复合中空纤维膜制备与抗污染性能研究

将有机杀菌剂4,5-二氯-N-辛基-4-异噻唑啉-3-酮(DCOIT)以适当浓度物理共混于聚偏氟乙烯(PVDF)中来制备一种新型的抗污染膜.实验表明,DCOIT含量为3%的PVDF-DCOIT复合中空纤维膜具有最佳性能.相比PVDF膜,PVDF-DCOIT复合中空纤维膜亲水性和纯水通量分别提升了22.9%和64.6%.SEM、EDS和AFM表征分析也反映出更好的表面形貌和更加光滑的膜表面,这些因素都有利于膜污染的缓解.在抗污染实验中,添加DCOIT后牛血清白蛋白、海藻酸钠和腐殖酸对膜表面的污染降低了26%、120%和74%;而在厌氧污泥中PVDF-DCOIT复合中空纤维膜的通量恢复效率也提高了39%.     

膜生物反应器中膜污染的数值模拟研究

在膜生物反应器L-R模型的基础上,修正了原模型的水力停留时间和污泥停留时间不分的问题,提出了新的数学模型,并研究了水力停留时间(HRT)和污泥停留时间(SRT)对膜污染和膜阻力的影响.结论为:胞外聚合物EPS水解产生的BAP随着SRT增长是导致膜污染的主要原因,且相对于HRT,膜污染对SRT更敏感.     

膜生物反应器中不稳定流对膜污染特性的影响

试验比较了不同形状膜组件的膜生物反应器(MBR)处理生活污水时的膜污染特性和能耗.结果表明,螺旋型膜组件的MBR膜通量和累积膜通量均高于直线型膜组件,长期运行膜通量平均可提高19.3%,而且其初期膜通量衰减速度也小于直线型MBR的初期衰减速度,表明在螺旋型膜组件中产生的不稳定流能有效地消除膜表面的浓差极化现象和膜污染.螺旋型膜组件MBR系统的单位能耗也低于直线型,平均节能为8.2%.     

两亲聚合物改性聚偏氟乙烯膜及其渗透性能

采用大分子单体法合成了含有聚氨酯丙烯酸酯链段和聚甲基丙烯酸甲酯链段的两亲聚合物。将两亲聚合物添加到聚偏氟乙烯(PVDF)原材料中通过相转化法制得聚合物分离膜。通过红外光谱(FT-IR)表征了大分子单体的结构,用凝胶渗透色谱(GPC)仪测定了两亲聚合物的分子量;利用扫描电子显微镜(SEM)观察了膜表面形貌;研究了超滤膜的纯水渗透通量、截留性能、膜表面亲水性和耐污染性等性能。研究表明,随着两亲聚合物含量从0增加到15%,纯水渗透通量由纯PVDF膜的23 L/(m2.h)提高到122 L/(m2.h),膜表面水接触角下降,膜渗透通量衰减实验表明膜的耐污染性得到提高。     

投加絮凝剂对膜生物反应器影响的试验研究

为了提高膜生物反应器的处理效果、减轻膜污染,采用试验研究方法,探讨了投加絮凝剂对污染物去除效果、膜通量衰减的影响以及膜表面特性的变化情况,并探讨了絮凝剂最佳投加量.结果表明:适量投加絮凝剂可有效改善污泥特性,磷的去除率从60%提高到85%,减缓膜通量衰减,小时膜通量衰减从原来的65.1%升至78.6%,说明投加絮凝剂是一种防治膜污染的有效手段.     

渗滤法提纯活性品红溶液

采用DK纳滤膜进行了间歇恒容渗滤提纯活性品红溶液,考察了操作条件对膜性能的影响,并对该过程中膜污染阻力的组成及污染膜的清洗进行了研究.实验结果表明:操作压力从0.8MPa增加到1.4MPa时,稳定渗透通量增大,渗透通量衰减速度加快;搅拌转速从50r/min增加到300r/min时,稳定渗透通量增大,渗透通量衰减速度减慢;污染膜的污染阻力主要由凝胶层和滤饼层阻力构成.清洗结果表明:采用pH=5.0的HCl溶液清洗30min能使渗透通量恢复到新膜通量的99%以上.     

PVDF/Al_2O_3杂化膜的制备与性能表征

为了改善聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜的性能,采用溶胶-凝胶法,通过PVDF与异丙醇铝(AIP)的原位聚合,制备了不同Al2O3含量的PVDF/Al2O3杂化超滤膜.并采用扫描电镜、红外光谱、超滤实验、接触角和机械性能测试等手段对膜的结构和性能进行了表征.结果表明:AIP在注膜液中发生了水解聚合反应,生成铝氧聚合物掺杂在杂化膜中,并与PVDF发生键联;当AIP添加量为12%时,杂化膜的纯水通量比纯PVDF膜提高了83.36%,其对BSA的截留率由88.27%提高到96.64%,且膜的亲水性、机械性能和抗污染性都得到改善.     

PVDF/Al2O3杂化膜的结构及性能表征

为了改善超滤膜的使用性能,采用溶胶-凝胶法,在聚偏氟乙烯(PVDF)注膜液中直接添加异丙醇铝(AIP),制备了不同Al2O3含量的PVDF/Al2O3杂化超滤膜.并用扫描电镜、红外光谱、超滤实验、接触角和机械性能测试等手段对膜的结构和性能进行了表征.结果表明: 由于AIP发生水解聚合反应,生成铝氧聚合物掺杂在杂化膜中,并与PVDF发生键联.当AIP添加量为12%时,杂化膜的通量比纯PVDF膜提高了83.36%,截留率由88.27%提高到96.64%,同时膜的亲水性、机械性能和抗污染性都得到改善.     

纳米颗粒对PVDF超滤膜性能影响的研究

通过纳米共混的方法,利用纳米铝(Al2O3)及纳米二氧化钛(TiO2)颗粒来合成PVDF超滤膜.实验中通过相转化法制得:PVDF,PVDF/Al2O3,PVDF/ TiO2,PVDF/Al2O3/ TiO2,四种超滤膜,并通过超滤实验测试了四种膜的纯水通量及抗污染性.通过测定膜表面和水之间的接触角来定量分析比较膜表面的亲水性.实验中利用SEM观察了膜的表面和内部微观结构.测定并讨论了纳米颗粒对膜渗透性能、抗污染性及膜形态和结构的影响.实验结果表明由于纳米颗粒的加入,膜的特性及性能得到了极大的改善和提高.而且PVDF/Al2O3/ TiO2共混膜是所有被测定的膜中性能最好的.     

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。     

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．     

Influence of solid retention time on sludge characteristics and effluent quality in immersed membrane bioreactor

Here the effect of solid retention time （SRT） on the concentration of the mixed liquor suspend solid （MLSS）, the sludge characteristics, the content of extra-cellular polymeric substances （EPS）, the viscosity of mixed liquor and effluent quality in the immersed membrane bioreactor （IMBR） was investigated. The results indicate that the increase of the EPS content is the main reason for the increase of mixed liquor viscosity, the former is positively correlated with the latter （R^2 = 0.9751）. The size distribution profile of particles in the mixed liquor presents double-peak shape at SRT more than 30 days. The filtration resistance of membrane in IMBR is mainly caused by the tiny particles and the viscosity of the mixed liquor. In this study, the extension of SRT can hardly affect the removal efficiency of Chemical Oxygen Demand （COD） and NH4^＋-N, and when SRT is below 30 days, silt density index （SDIIs） is less than 3, the effluent can be deeply treated by using reverse osmosis system （RO） or nano-filtration system （NF）. The method of controlling SRT is put forward by analyzing the relationship between SRT and the minimum generation-time of dominant bacteria （at the maximum specific growth rate under the operation temperature）.     

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.     

新型深海中温菌Wangia profunda（SM-A87）胞外多糖对对硝基苯胺的吸附研究

采用深海中温菌Wangia profunda（SM-A87）的胞外多糖对对硝基苯胺进行吸附试验。分别用热分析仪、FTIR和Zeta电位仪对胞外多糖进行表征分析,并研究了吸附时间、胞外多糖用量、pH和温度等方面对其吸附规律的影响。结果表明：胞外多糖可有效去除水中的对硝基苯胺。20℃时,0．1g／L的SM-A87胞外多糖吸附处理50mL初始浓度为15mg／L的对硝基苯胺水样120min后,对硝基苯胺的最大吸附率可达91％;Langmuir、Freundlich、Redlich-Peterson等温方程和准二级动力学方程均能较好地描述SM—A87胞外多糖吸附对硝基苯胺的热力学及动力学过程,由Langmuir方程得到SM—A87胞外多糖对对硝基苯胺的最大吸附量为769．2mg／g（30℃）。     

不同曝气强度下MBR污泥混合液可滤性分析

研究了曝气强度对膜-生物反应器（MBRs）污泥混合液的可滤性的影响．2套MBRs采用曝气强度分别为500L/h及100L／h恒流出水模式连续运行60d,应用污泥混合液过滤装置测定污泥混合液的可滤性．结果表明：过高的曝气强度将恶化污泥混合液的可滤性,增加膜污染速率;曝气强度的增加将导致污泥混合液上清液中相对分子质量大于10000的溶解性微生物代谢产物（SMP）浓度增加,此部分大分子有机物浓度的增加恶化了污泥混合液的可滤性;曝气强度大于500L／d也将导致污泥絮体中1～10um细小颗粒和胞外聚合物（EPS）含量的增加．     

膜生物反应器膜污染影响因素的分析

膜污染问题限制了膜生物反应器(MBR)在污水处理领域的广泛应用，其机理尚未完全清楚，综合分析了近年来关于膜污染机理及模型表征、影响因素的研究成果，通过模拟实验发现胞外聚合物(EPS)，溶解性微生物产物(SMP)在膜污染中发挥了重要作用。     

悬浮载体复合膜生物反应器过滤特性及滤饼层微结构特征

为研究悬浮载体复合式膜生物反应器(SCMBR)的膜过滤特性和膜表面滤饼层的微观结构特征,对SCMBR和传统膜生物反应器(CMBR)膜污染表面进行了对比分析.阻力构成分析表明,SCMBR滤饼层阻力所占总阻力比率在相同运行时间(15%,10 kPa,34 h)和跨膜压力(45%,30 kPa,89 h)下均小于CMBR(63.33%,34 h,30 kPa).污染膜表面扫描电镜分析表明,SCMBR反应器内膜表面滤饼层结构较疏松,孔隙较大.通过ISA3D软件对共聚焦显微镜图像进行分析,确定了滤饼层微观结构参数,结合Carman-Kozeny方程研究了SCMBR滤饼层阻力减小的机理.     

膜生物反应器处理生活污水的研究

研究了膜生物反应器处理生活污水的运行效果、膜污染特征及控制．结果表明：膜生物反应器处理生活污水,COD的去除率达到85％以上,出水COD质量浓度控制在34mg／L,NH4-N的去除率能达到92％,出水NH4-N质量浓度在5mg／L,出水TN平均去除率可迭86％,出水TN质量浓度为8mg／L;污泥浓度随处理时间延长而逐渐增加,污泥负荷运渐降低．运行初期过膜压力（TMP）的上升较慢,而运行一段时间后,TMP快速上升．对污染后的膜组件进行清洗,结果表明：通过清水清洗和HCl清洗后,膜的过膜压力没有明显缓解,采用NaOH和NaClO联合清洗后,膜的过膜压力迅速下降。说明膜污染以有机污染为主．对TMP进行计算,有机污染在膜污染中贡献为65％,对膜表面无机元素的分析结果也表明,无机污染不是膜污染的主要原因．