阴极负载动态膜生物反应器的效能研究

本文利用电絮凝(electrocoagulation,EC)强化动态膜生物反应器(dynamic membrane bioreactor,DMBR)处理模拟生活污水。试验过程中比较了DBMR、EC-DMBR及阴极负载动态膜生物反应器(cathode load electrocoagulation dynamic membrane bioreactor,CLEC-DMBR)运行效能。结果表明:电絮凝工艺显著提高了系统对总磷的去除率,对TP的去除率超过90%,对COD及NH3-N的去除效果影响较小;通过微生物活性检测分析表明,电絮凝对微生物活性有一定的促进作用,微生物活性与反应器内累积的溶解性微生物代谢产物(soluble microbial products,SMP)浓度负相关;进一步研究表明,CLEC-DMBR中存在的微小气泡改变了动态膜孔隙率,显著延缓了膜污染速率,其运行周期分别为DMBR的2.5倍及EC-DMBR的2.14倍。对各阶段动态膜剥离物红外扫描结果表明,EC装置的加入对于动态膜中微生物体系的物质构成无明显影响。     

絮凝剂投加对MBR工艺膜污染及污泥混合液性能的影响

采用FeCl_3、聚合硫酸铁(PFS)及聚合氯化铝(PAC)作为絮凝剂,考察其对AO-MBR混合液性质及膜污染的影响。投加絮凝剂对COD及氮的去除影响较小,而TP的去除效果有所提高,其中投加PAC的反应器出水TP浓度最低;投加絮凝剂能有效缓解膜污染,且膜污染延缓作用的大小依次为:PACPFSFeCl_3;投加絮凝剂对反应器溶解性微生物产物(SMP)及胞外聚合物(EPS)中的多糖及蛋白质均有一定的去除作用,且多糖的去除率高于蛋白质;由分子量分布的分析结果可知,投加无机絮凝剂能够吸附反应器中的溶解性大分子类物质,将其转化到固相体系中,并通过絮凝作用使反应器中的小颗粒物质脱稳聚集形成大颗粒物质,从而缓解膜污染。     

DMBR运行过程及膜污染影响因素研究进展

动态膜生物反应器(DMBR)是一种具有广泛应用前景的污水处理新技术,与传统膜生物反应器(MBR)相比,处理效果相当且膜通量更高、膜污染更容易控制。简要分析了自生动态膜及预涂动态膜的形成过程和再生过程,并从膜材料、活性污泥的性质以及运行条件等方面综述了膜污染影响因素的研究进展,指出DMBR研究应用中存在的问题及发展方向。     

在线反冲下电絮凝对可逆及不可逆膜污染的影响

为研究在线反冲膜分离工艺中电絮凝对膜污染控制的影响,采用电絮凝(EC)技术和平板微滤(MF)膜组合,形成EC-MF集成工艺去除水中腐殖酸,并和单独MF膜分离对比结果表明,间歇操作工艺中,电流密度越高,减缓膜污染作用越明显,电流密度分别为30、40 m A/cm~2时,UV_(254)及DOC的去除率分别可达95%及80%以上。连续操作工艺中,电絮凝可明显降低可逆及不可逆膜污染,并有效延长反冲运行周期,当两工艺最终膜污染程度基本相当时,EC-MF运行了555 min,而MF只能运行270 min。EC-MF中污染膜表面滤饼疏松,而MF中污染膜表面凝胶态污染物结构致密。采用先纯水冲洗、再NaOH溶液浸泡、最后HCl溶液浸泡工艺时,EC-MF膜通量恢复率可达到95.6%,较单独的MF工艺显著提高。     

投加壳聚糖对DMBR处理造纸废水效能及膜污染影响研究

通过两组实验,研究了投加壳聚糖对动态膜生物反应器(DMBR)处理造纸废水的效果以及膜污染的影响。结果表明,投加壳聚糖后,由于壳聚糖的吸附和絮凝作用,可以明显提高污染物的去除率,对色度、浊度、COD、NH_3-N的平均去除率分别提高了8.8%,7.3%,5.7%,7.1%,红外光谱分析表明,膜表面污染物的主要成分为蛋白质和多糖。     

投加壳聚糖对DMBR处理造纸废水效能及膜污染影响研究

通过两组实验,研究了投加壳聚糖对动态膜生物反应器(DMBR)处理造纸废水的效果以及膜污染的影响。结果表明,投加壳聚糖后,由于壳聚糖的吸附和絮凝作用,可以明显提高污染物的去除率,对色度、浊度、COD、NH_3-N的平均去除率分别提高了8.8%,7.3%,5.7%,7.1%,红外光谱分析表明,膜表面污染物的主要成分为蛋白质和多糖。     

电絮凝-陶瓷微滤膜工艺处理微污染水过程中絮体基团和铝极板钝化层分析

分别采用傅立叶变换红外光谱仪、X-射线衍射仪研究了电絮凝-陶瓷微滤膜工艺处理微污染水过程中的絮体基团及铝极板钝化层的成分。结果表明:电絮凝预处理对芳香族有机物的去除效果不及化学絮凝预处理;电絮凝-陶瓷微滤膜工艺长期运行后,光滑的铝极板表面覆盖了一层致密的钝化层,阳极板钝化层的主要成分为Al(OH)3,阴极板钝化层的主要成分为Al(OH)3和CaCO3。     

投加助滤剂对高盐度冲击下MBR运行及膜污染影响

以膜生物反应器(membrane bioreactor,MBR)受高盐度废水冲击前后的活性污泥为研究对象,考察了助滤剂(硅藻土)投加对于MBR污染物去除及膜污染减缓的影响。实验结果表明投加硅藻土对高盐废水冲击后的MBR性能恢复效果显著。与对照反应器相比,投加60 mg·L-1硅藻土可提高系统对传统污染物的去除效率,COD、NH+4-N及TP去除效率分别提高了4.9%、3.2%及74.5%;高盐度废水冲击显著增加了对照反应器的膜污染速率,其膜污染速率是投加硅藻土MBR的4倍。硅藻土具有的吸附性能及絮凝能力显著降低了MBR本体溶液中的溶解性微生物代谢产物含量,减小了膜污染速率。进一步研究发现,投加硅藻土增加了平均絮体粒径(mean particles sizes,dp)及相对疏水性(related hydrophobic,RH),有利于减缓膜污染。     

金属离子对膜生物反应器混合液可滤性影响研究进展

膜生物反应器(MBR)作为一种高效的污水处理及回用工艺,近年来备受关注,然而MBR的膜污染问题严重制约了该工艺进一步快速的商业化推广。本文综述了金属离子对MBR污泥混合液可滤性的作用,并探讨了混合液中胞外聚合物(EPS)和溶解性微生物代谢产物(SMP)对膜污染影响。为说明高价金属离子对混合液可滤性的调控作用,文中通过DLVO、DCB及箱蛋理论深入探讨了金属离子对生物絮凝影响的机理。最后,对该领域未来的研究方向进行了论述。     

新型膜生物反应器及膜污染的研究进展

膜生物反应器技术是近年新发展起来的污水处理技术.作者介绍了几种新型膜生物反应器(生物膜-膜生物反应器、动态膜-生物反应器、气升循环膜生物反应器、PAC-膜生物反应器)的发展状况,并对膜生物反应器的膜污染机理及其控制方法进行了探讨,对今后膜生物反应器的研究和发展进行了展望.     

活性炭提高膜生物反应器运行性能的研究进展

通过投加粉末活性炭(PAC)/颗粒活性炭(GAC)改善污泥混合液性质从而减缓膜污染是膜生物反应器(MBR)领域的研究热点,重点介绍了最近五年有关活性炭与MBR结合处理不同类型废水的研究进展,投加PAC/GAC对MBR处理能力的影响,对减缓膜污染的作用,尤其是结合动态膜(DM)论述对污泥性质的改善。重点讨论了活性炭在好氧和厌氧膜生物反应器中的作用差异。并展望了微生物高通量测序技术,数学模型在活性炭强化MBR性能研究领域的必要性以及活性炭与其他技术方法联用的可行性。     

厌氧膜生物反应器工艺研究现状

厌氧膜生物反应器(An MBR)是一种将厌氧生物技术与膜技术相结合用来进行污水处理的新型设备。膜污染是制约该技术进一步研究以及无法大量投入使用的重要原因。本文综述了An MBR的相关工艺及膜污染影响因素,并且提出未来关于这一技术可能的研究方向——厌氧金属平板膜生物反应器,及对An MBR应用前景的展望,以期对该技术的发展有一定参考作用。     

自组生物动态膜在污泥截留中的应用研究

在膜生物反应器基础上的自组生物动态膜反应器有其独特的性能。试验研究了 200 目不锈钢丝网为基材在曝气池内形成的生物动态膜的过滤性能,在普通混合液悬浮固体(MLSS)浓度约2200±200mg/L下,采用自流出水,考察了不同水头(Water Head)及初始通量对出水流量和SS的影响。结果表明:水头和初始通量对动态膜的形成具有关键作用,但同时对膜的堵塞也有相当大的影响。30cm是较好的操作水头,而初始通量小于0.62m/h时,基材上未形成有效的生物动态膜。试验中的通量高于0.1m/h,远远超过微滤膜生物反应器。     

污泥龄对HMBR中LB-EPS及膜污染的影响

采用复合式膜生物反应器(HMBR)处理生活污水进行中试,研究了污泥龄(SRT)对松散附着性胞外聚合物(LB-EPS)及膜污染的影响。结果表明,SRT对LB-EPS、ζ电位以及活性污泥的絮凝与沉淀性能均有重要影响。在4种SRT(10、20、30、60 d)中,当SRT为20 d时的LB-EPS含量最低、ζ电位最高、活性污泥的絮凝与沉淀性能最好。滤饼层污泥主要来源于活性污泥,活性污泥性能的改善会提高滤饼层过滤性能,降低膜过滤阻力。当SRT为20 d时的滤饼层比阻最低,膜过滤总阻力最小。     

污水处理中厌氧动态膜生物反应器的研究进展

除了具有传统厌氧膜生物反应器的优点,厌氧动态膜生物反应器(AnDMBR)以其膜材料成本低、膜污染容易控制等独特优势逐渐成为目前研究的焦点。简要分析了厌氧动态膜的运行过程,总结了长期运行条件下An DMBR的工艺性能,讨论了工艺性能的影响因素。最后探讨与展望了AnDMBR工艺的研究方向与应用前景。     

恒压运行时混凝动态膜的形成及对污染物的去除

研究了污染河水混凝絮体形成动态膜的过程及其对污染物的去除效果,以无纺布为附着基材,受污染河水为研究对象,聚合氯化铝为混凝剂,通量稳定作为动态膜形成的依据,通过运行时间(t)、累计出水体积(V)及t/V、通量之间的关系研究动态膜的成膜过程及对污染物的去除效果. 结果表明,4和8 cm水头运行时动态膜形成时间分别为120和70 min,成膜后通量基本一致. 动态膜的形成首先是小于或等于基材孔径的颗粒被截留,然后为小于基材孔径的颗粒在膜内部通道堵塞或沉积. 污染物去除效果COD去除率约为75%~71%,总磷去除率约为81%,出水粒度分布表明动态膜对颗粒物有较好的截留作用.     

曝气量控制微絮凝-曝气-超滤工艺膜污染研究

针对超滤膜污染问题,在微絮凝-曝气-超滤水处理工艺中,以自然水体为研究对象,通过跨膜压差(TMP)的变化趋势来反应超滤膜污染过程,着重考察了在不同曝气量作用对膜污染速率的影响情况。结果表明,以氯化铁为混凝剂时,曝气的扰动作用可以促进微絮凝反应的进行,并且曝气的扰动作用可以抑制滤饼层的形成,从而减轻膜污染现象,但曝气量超过100 mL/min时,微絮凝产生的絮体会被气泡打碎,料液侧有机物再释放从而加重膜孔堵塞现象。曝气量100 mL/min的操作条件下,膜污染速率最低,适用于超滤水处理工艺。     

膜生物反应器的优化设计

膜生物反应器(MBR)在城市污水和工业废水的处理中受到了越来越多的重视。但目前限制其广泛应用的一个主要的障碍就是膜污染。在过去的几年中,关于膜污染的文章大量出现,它们详细阐述了膜污染的形成机理,并对减缓膜污染的措施进行了论述。本文是在总结以往研究的基础上,分析膜污染的形成原因并对膜生物反应器中减缓膜污染的方案提出优化设计。     

MBR反应器中SMP的研究

膜生物反应器(MBR)在水处理领域的应用已引起人们的广泛关注。然而膜污染已成为制约MBR反应器广泛应用的主要障碍,其中溶解性微生物产物(SMP)又是影响膜污染的重要因素。为此,介绍了MBR反应器的膜污染成因与SMP膜污染机理,综述了近年来国内外关于SMP的成因及其对膜污染影响的研究进展,并对SMP的研究模型进行了总结,最后提出了SMP膜污染的防治措施,以利于MBR反应器的推广应用。     

污泥龄对HMBR中S-EPS及膜污染的影响

采用4台复合式膜生物反应器(HMBR)处理生活污水,研究了污泥龄(SRT)对溶解性胞外聚合物(SEPS)及膜污染的影响。结果表明,SRT对S-EPS有重要影响,当SRT由10 d延长到20 d时,S-EPS降低了6.8%;继续延长SRT到30 d和60 d,S-EPS基本保持稳定。S-EPS对活性污泥物理性能影响较大,它与Zeta电位、污泥絮凝沉淀性能及滤饼层比阻具有较强的相关性。当SRT为20 d时,随着S-EPS的减少,膜过滤阻力明显降低,膜总阻力仅为1.9×1013m-1,膜组件过滤周期为99 d。