一体式A/O—MBR工艺处理生活污水试验研究

采用一体式A/O—MBR工艺处理生活污水。试验结果表明,该工艺对污染物的去除效果良好,对COD、NH3-N、TN、TP的平均去除率分别为97.1%、97.58%、73%、66.48%;微生物对COD和NH3-N的降解起主导作用,膜截留对COD有一定的去除作用,但对NH3-N的去除作用不太明显;A/O—MBR工艺对TN、TP的去除效果要比传统MBR好,且膜区较低的污泥浓度大大降低了膜污染速度。     

非丝状菌污泥膨胀对无排泥MBR的影响

在无排泥条件下,通过对MBR系统中发生的非丝状菌污泥膨胀现象的研究发现:污泥膨胀导致污泥沉降性变差,系统污泥量上升,对TN的去除率较低且不稳定,但对COD和氨氮的去除效果影响不大,去除率分别能达到80%和90%以上;在初期对TP的去除率较高,随着污泥停留时间的延长,对TP的去除率逐渐下降。通过减少曝气量、降低进水COD和TN浓度、增加进水TP浓度,能有效解决MBR中发生的非丝状菌污泥膨胀现象,同时能降低污泥产率。     

投加粉末活性炭对MBR中膜污染的影响

考察了投加粉末活性炭(PAC)对MBR中污泥混合液特性和膜污染的影响,并探讨了影响机理.结果表明,PAC的投加使污泥絮体平均粒径从53.25μm增至85.24 μm;混合液中的溶解性微生物代谢产物(SMP)含量与污泥比阻之间具有很好的正相关性,投加PAC可降低混合液中的SMP含量(平均值从87.17 mg/L降至65.54 mg/L),进而降低了污泥比阻值,减轻了膜孔堵塞程度,增加了膜的透过性,减缓了凝胶层污染速度,从而可有效减轻膜污染,延长膜组件的运行周期.     

不同MBR工艺处理生活污水效能的对比

污泥是富含有机物的碳质材料,可以制备成吸附性能比拟活性炭的吸附剂。利用污泥制备成廉价吸附材料并应用于膜生物反应器(MBR),对比研究了污泥基吸附剂-MBR(SAMBR)、MBR、PAC-MBR工艺处理生活污水的效能与膜污染情况。结果表明,SA-MBR工艺对UV254、DOC的去除率分别为58.5%与88.8%,与PAC-MBR工艺的去除效能(UV254:62.3%;DOC:90.1%)相近,优于MBR工艺的47.8%和85.9%。在控制膜污染方面,由于混合液中EPS与SMP的含量较低,而且投加的污泥基吸附剂富含铁、铝化合物,有效降低了污染物对膜的污染,使SA-MBR工艺的膜阻力较低,膜比通量下降速度较缓慢。     

氯化铁对A/O-MBR工艺运行效能及膜污染的影响

采用A/O-MBR工艺处理模拟生活污水,考察了投加不同浓度的氯化铁对该工艺去除营养物效能及膜污染的影响。结果表明,氯化铁浓度对该工艺去除NH+4-N的影响不大,对COD及TN的去除效能则有所改善;在投加量为100 mg/L时,对TP的去除率达到最高,为91.7%,出水浓度维持在0.42 mg/L左右。此外,投加一定量的氯化铁可以有效降低污泥絮体的Zeta电位,增大污泥絮体的粒径,降低胞外聚合物(EPS)中多糖的含量,进而有效地延缓了膜污染速率。对膜表面污染物的红外光谱分析表明,氯化铁投加量的变化并没有改变其组分。     

SBAC/MBR工艺处理垃圾渗滤液的膜污染特性

将污泥基活性炭(SBAC)与膜生物反应器(MBR)联用对垃圾渗滤液进行处理,既可以降低活性炭的使用成本,同时又实现了污泥基活性炭的应用。采用SBAC/MBR工艺处理垃圾渗滤液,并与MBR工艺进行对比,研究了两反应器内污泥混合液中EPS、SMP以及膜表面EPS的含量和组成,分析了其对TMP的影响。在整个运行过程中,SBAC/MBR内污泥混合液中的EPS、SMP以及其中的蛋白质和多糖含量均随运行时间先升高后降低,在一个操作周期内,膜表面EPS及其蛋白质、多糖含量均随运行时间逐渐上升,TMP随运行时间呈先缓慢上升后快速上升的变化规律。SBAC可以有效降低污泥混合液中EPS和SMP的含量和组成比例,改善膜表面泥饼层的性质和结构,减缓膜表面泥饼层的形成和增长以及膜孔内的堵塞现象,从而减轻了膜污染。在一个操作周期内,投加SBAC主要是延长了TMP的缓慢上升阶段,从而使膜组件的清洗周期由17 d延长至21 d。     

投加悬浮填料对SMBR工艺的影响研究

通过试验考察了向SMBR中投加悬浮填料对系统除污效果、膜污染进程和混合液污泥浓度的影响。结果表明：投加悬浮填料可明显改善系统对COD的去除效果、延缓膜污染进程。在HSMBR中的溶解氧浓度为4～5mg／L、HRT为4h的条件下,当填料填充率分别为45％、20％和0时,系统对COD的去除率分别为75％、62％和56％;对NH3-N的去除率〉90％;膜清洗周期分别为40、36和24d。投加悬浮填料可明显降低反应器内的混合液污泥浓度,减少污泥产量。     

MBBR—MBR对磺胺嘧啶的去除及膜污染特性

构建MBBR—MBR耦合系统,在低碳氮比（C/N=2.5）污水条件下,探究该系统对磺胺嘧啶（SDZ）的去除效能,同时分析SDZ对常规污染物去除效果及膜污染的影响。结果表明,MBBR—MBR耦合系统对SDZ(0.5 mg/L)的去除率最高可达到61.9%,其中,MBBR与MBR单元对SDZ的平均去除率分别为42.3%和15.4%。SDZ的存在使氨氮、总氮、总有机碳的去除率以及同步硝化反硝化率分别降低了11.81%、8.41%、5.77%、3.40%,同时使得污泥平均粒径减小了3～4μm,且MBR单元中溶解性微生物产物（SMP）的多糖浓度增加了0.35 mg/gMLVSS,MBR中跨膜压差（TMP）的增长速率增加了0.36 kPa/d,可见SDZ导致膜污染速率上升。     

ABR/MBR复合反应器处理城市污水的启动研究

将厌氧折流板反应器(ABR)与膜生物反应器(MBR)组合后用于脱氮除磷,进行了处理城市污水的启动研究。试验期间进水温度和pH值分别为(25±1)℃和6.5～8.5,在HRT为10 h、混合液回流比为100%、溶解氧为2 mg/L的条件下,系统稳定运行后期,在ABR反应器和膜池内可分别观察到粒径约3 mm和2 mm的颗粒污泥;ABR各隔室的MLSS维持在28 g/L左右,好氧池和膜池的MLSS维持在6 g/L左右。系统出水水质稳定,对COD、NH4+-N、TN和TP的平均去除率分别为91%、92%、72%和70%,出水平均浓度分别为32、2.3、13.3、1.22 mg/L。     

MBR中膜分离单元的除污特性中试研究

以污水处理厂生物池混合液为处理对象,通过平行运行的平板膜和中空纤维膜分离单元中试,研究MBR中膜分离单元的除污特性。结果表明,与活性污泥法二级生物处理的二沉池出水相比,膜分离单元出水BOD5、COD、NH3-N和TP浓度均较低且稳定,出水NO-3-N和TN浓度略高。在污泥沉降性能下降时,膜分离单元对污染物的去除优势更明显。曝气强度的下降、污泥浓度的增加均可促进膜分离单元对污染物的去除;当HRT由2.5 h增加至4.8 h时,两组膜分离单元对污染物的去除率均有所下降。生物降解及同化作用、膜截留作用及生物质的释放是影响膜分离单元出水中污染物浓度的主要因素。     

不同膜通量下MBR处理餐饮废水的研究

分别在5、10、15、20、25 L/(m2.h)5个膜通量下,考察了平板膜生物反应器(MBR)对餐饮废水的处理效果。结果表明,随着膜通量的提高,出水COD和NH3-N浓度稍有升高,但去除率都基本维持在90%以上;同时,MBR对TN、TP、BOD5、DOC、浊度、含油量、SS、UV254等都有很好的去除效果,出水水质完全符合《城市污水再生利用城市杂用水水质》的要求。对比进、出水中DOC的分子质量分布发现,进水中的大分子有机物被降解为小分子有机物。通过测定不同膜通量下混合液的MLSS、SV30、污泥粒径、粘度等指标,发现MLSS和SV30与粘度之间有很好的线性关系。在运行结束时进行阻力分布测试,发现随着膜通量的增大,内部阻力比例逐渐增大,而滤饼层阻力和浓差极化阻力的比例都逐渐下降。     

一体化改性膜生物反应器处理城市污水的效果

利用亲水性的纳米TiO2对强疏水性的聚偏氟乙烯膜进行改性以减缓膜污染,并应用于膜生物反应器(MBR)。原水来自常州市某城市污水厂,经加装改性和未改性膜组件的MBR处理后出水水质均能达到GB 18918—2002中的一级A标准。尽管进水COD浓度不稳定,但两套膜组件对COD的去除率均保持在85%以上,改性膜组件对COD的平均去除率更高,可达94%;对SS的去除率几乎能达到100%;在对TN和TP的去除上,改性膜组件略有优势,但不明显,这是因为N、P的去除主要依靠微生物的降解作用,膜的分离作用不大。在运行一段时间后,两套膜组件的膜通量均有所下降,经在线反冲洗及化学清洗后,通量均有所恢复,分别为73%和78%。对比处理出水水质及抗污染能力,改性膜组件均优于未改性膜组件。     

汲取液EDTA-2Na对正渗透MBR运行性能的影响

采用乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)作为汲取液运行正渗透(FO)膜生物反应器(MBR),并与NaCl汲取液进行比较,考察系统的运行效果、污泥性质以及膜污染状况。结果表明,与NaCl相比,采用EDTA-2Na作为汲取液能有效减轻生物反应器的盐分积累,并得到更高的水通量;采用两种汲取液时正渗透MBR对污染物的去除效果相当,与汲取液种类无关,正渗透MBR对TOC、TN、氨氮和TP的去除率分别可达到94.6%、71.7%、96.8%和99.2%以上;水通量的减小会导致MLSS和MLVSS的降低;采用EDTA-2Na作为汲取液时,生物反应器中升高的EDTA浓度导致胞外聚合物(EPS)浓度升高,加重了FO膜污染。FTIR、SEM和EDS分析结果表明,采用两种汲取液时,FO膜活性层表面都会覆盖一层滤饼层;以EDTA-2Na作为汲取液时,污染膜表面有机污染物较多、无机沉积物较少。     

复合混凝剂对MBR工艺中污泥性能的影响研究

为了缓解MBR工艺的膜污染,向MBR工艺中投加复合混凝剂,考察了复合混凝剂对污泥性能的影响.结果表明,投加复合混凝剂可降低污泥比阻,明显增大污泥絮体的平均粒径、降低其分形维数,且污泥的可溶性微生物产物(SMP)含量也明显下降,这样有利于增强污泥的沉降性能、降低膜滤饼层的污染、增强膜表面的透水性.     

脉冲曝气在大型膜生物反应器工程中的应用与优化

基于某大型膜生物反应器(MBR)城市污水处理工程,开展了膜池脉冲曝气的应用与优化研究,旨在为该工程提供最优的曝气条件,并揭示不同曝气强度下膜池混合液特性与膜污染情况的变化规律。结果表明,当总曝气量由13 000 m~3/h上升至17 000 m~3/h时,膜比通量先上升后下降。曝气量的增大导致污泥混合液粒径减小,疏松的污泥胞外聚合物(LB-EPS)浓度下降,上清液有机物浓度上升,致使膜污染潜势上升。综合比较,该MBR工程膜池的最适曝气条件为中等曝气量(15 000 m~3/h),在此工况条件下,膜池内组件的平均比通量达到0.95 L/(m~2·h·kPa)。     

AAOA-MBR工艺在超高污泥浓度下的运行

为了解超高污泥浓度(MLSS)对膜生物反应器(MBR)工艺运行效果的影响,分析了某采用厌氧/缺氧/好氧/缺氧(AAOA)-MBR工艺的城市污水处理厂在超高MLSS浓度下的运行情况。结果表明:MBR工艺可在较高的污泥浓度下运行,并且高污泥浓度有助于系统对有机物的去除。该污水厂的MBR膜池在20 g/L左右的超高污泥浓度下运行了超过600 d的时间,出水COD、氨氮、TN、TP浓度分别约为14、0.43、6.37和0.25 mg/L;高污泥浓度可增强系统抵御低温、进水负荷冲击的能力,并且联合后置缺氧段强化了系统的内源反硝化。MBR系统在高污泥浓度下运行,需要密切注意膜通量及跨膜压差的变化,适时进行膜清洗,以免发生膜污染。     

AHLs信号分子对MBR膜生物污染的影响

针对膜生物反应器(MBR)运行过程中膜污染的变化情况,利用超高效液相色谱(UPLC-MS/MS)技术检测不同运行时期污泥和膜上滤层中N-酰基高丝氨酸内酯(AHLs)类信号分子的含量和种类变化,并结合胞外聚合物(EPS)与溶解性微生物产物(SMP)中各组分的含量变化,对污染的阶段性变化和群体感应信号分子间的相互关系进行较为全面的分析。研究发现,在MBR系统运行中,导致膜生物污染的污染物有EPS和SMP,而主要有3种群体感应信号分子能促进混合液与生物滤层中污染物的分泌。其中,C8-HSL能促进混合液SMP及EPS中多糖的产生,3-oxo-C8-HSL对混合液SMP中的蛋白质和DNA有很强的促进作用,3-oxo-C6-HSL能促进膜上EPS中蛋白质的产生,表明群体感应信号分子通过影响污染物的产生来导致膜生物污染。     

SMF-MBR工艺污泥浓度分区及除污性能研究

针对MBR在长污泥龄下运行时,由高污泥浓度引起的出水水质恶化问题,开发了SMF-MBR工艺进行污泥浓度分区,从而实现膜区在较低污泥浓度下运行,在保证出水水质的前提下,减缓膜污染。以中浓度生活污水(COD为500 mg/L)为处理对象的试验结果表明,SMF组件具有良好的污泥浓度分区效果,有效地减缓了污泥浓度对膜污染的影响。该工艺的除污效果良好,对COD、NH3-N、TN的平均去除率分别为95.9%、99.2%和73.7%,出水平均浓度分别为20.1、0.24和10.43 mg/L,达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)的一级A标准。     

盐度对膜生物反应器去除污染物效果的影响

含盐污水经市政管网进入污水厂后可能会对生物处理系统产生影响。为此采用膜生物反应器(MBR)处理不同盐度的污水,考察了各盐度下的除污效果。当进水盐度分别为1%(即含盐量为10 g/L)、2%、3%和4%时,对CODMn的平均去除率分别为85.2%、81.8%、76.0%、73.7%;对氨氮的平均去除率分别为90.6%、88.4%、86.8%、79.5%;对总氮的平均去除率分别为41.1%、37.4%、35.8%、33.1%。同一盐度下,对CODMn、氨氮和总氮等污染物的去除率都是先下降后升高,最后趋于平稳。但从总体来看,随着盐度的升高,对各污染物的去除率和污泥浓度均呈下降趋势。含盐环境下微生物所分泌的大量胞外聚合物是造成膜污染的主要原因。     

优化恒压死端过滤方法筛选抗膜污染药剂

为研究采用恒压死端过滤方法初选MBR中抗膜污染药剂的可靠性,考察了在搅拌或不同曝气时间条件下,投加不同剂量高分子絮凝剂的活性污泥的静态过滤性能,确定了曝气10min为最佳扰动时间;同时表明,投加高分子絮凝剂可使污泥絮体尺寸增加、Zeta电位升高、上清液中的SMP浓度降低。另外,恒压死端过滤得出的絮凝剂最佳投加量为400 mg/L,这对减缓MBR的膜污染有积极的指导作用。在试验条件下,向MBR中投加400 mg/L的高分子絮凝剂,可使膜污染速率降为对照MBR的74.88%。