一体式膜生物反应器膜污染研究

膜生物反应器(MBR)是一种新型污水处理器,对生活污水处理效果显著,在使用过程中不可避免地会产生污染。为此,对膜生物反应器处理模拟生活污水的膜污染和清洗方法进行了研究,通过红外光谱分析了活性污泥性质的变化,利用扫描电镜分析了中空纤维膜表观结构的变化,探讨了膜污染的机理。结果表明,细菌滋生和污泥沉积造成了膜污染,泥饼层阻力占膜总阻力的89.86%,是膜污染的主要组成部分,水力清洗结合化学清洗可以很好地恢复膜的比通量。     

膜生物反应器中膜污染控制技术的研究进展

膜污染是膜生物反应器(MBR)运行的必然结果,是MBR大面积推广的严重阻碍,因此研究膜污染控制技术具有重要意义。从膜污染发生前的预防和膜污染发生后的清洗2个方面,论述了常见的各种膜污染控制手段,综述了膜污染控制技术的研究现状与进展。其中膜污染的预防手段主要有膜(膜组件)固有性质的改进、操作条件的优化以及混合液性状的调控3类,而膜污染的清洗手段按是否使用药剂可分为物理清洗和化学清洗2类。综合考察MBR运行中的膜污染状况,采用合理的方法对膜污染进行控制,能够有效延长膜的使用寿命,提高MBR的实用性能。     

污水处理MBR膜工艺膜系统清洗的应用

本文结合深圳市某水质净化厂MBR膜工艺的实际应用情况,对MBR膜系统分别进行了在线化学清洗、离线原位化学清洗、离线非原位化学优化清洗实验,并通过跨膜压差和产水量进行清洗效果评估。经评估,优化后的在线化学清洗+离线非原位化学清洗的模式清洗效果良好,整体运行效果稳定。     

膜生物反应器中膜的清洗研究

对膜生物反应器处理柠檬酸酸洗废水中膜的清洗进行了研究，通过不同的清洗方法对膜通量的恢复程度进行评价。确定了反冲洗时间及反冲洗周期，经过试验研究与分析，在反冲洗的同时结合正洗的清洗方法，效果好于单纯的反冲洗方法；确定了化学清洗剂种类、清洗剂的用量以及化学清洗周期。采用物理清洗与化学清洗相结合的方法，清洗效果很好。保证了MBR的稳定运行。     

金属膜生物反应器中膜污染清洗方法

采用浸没式平板金属膜生物反应器(MBR)处理模拟城市污水,考察好氧和缺氧/好氧(A/O)2种运行模式下离线药洗、机械清洗、在线药洗、曝气清洗及滤液反洗等清洗方法对膜污染的控制效果。结果表明:机械清洗后再进行NaOCl浸泡清洗,能有效去除膜污染,NaOCl溶液pH值和浸泡时间对去除效果有明显影响;机械清洗和在线药洗能有效去除好氧模式下的滤饼层污染,但对A/O模式下的膜内部污染控制效果不佳;机械清洗和空曝气清洗因为可操作性较差,只作为去除金属膜污染的辅助手段使用;滤液反洗能有效减缓膜污染的发展,但应综合考虑系统产水率、膜材料强度等因素。     

同质增强型PMIA中空纤维膜污染及其MBR工艺处理城市生活污水

以碳酸钙悬浮液、活性污泥混合液及蛋白溶液作为过滤介质,采用标准堵塞过滤和沉积过滤数学模型预测3 h内膜污染类型,结合膜孔径分布、过滤介质粒径分布和污染阻力分布,研究同质增强型聚间苯二甲酰间苯二胺（PMIA）中空纤维超滤膜污染机理。将同质增强型PMIA中空纤维膜应用于MBR系统处理城市生活污水,监测其长期运行的出水水质;借助场发射扫描电镜和特征X射线能谱仪对比分析水洗和化学清洗效果。研究结果表明,当过滤介质为蛋白时,t-t/V线性相关系数为0.9940,膜污染符合标准堵塞模型;当过滤介质为碳酸钙悬浮液和污泥混合液时,V-t/V线性相关系数分别为0.9733、0.9994,二者较为符合沉积模型。应用于MBR中的同质增强型PMIA中空纤维膜对COD、NH₄⁺-N、TP的平均去除率分别为97.78%、96.71%、49.81%,出水水质较好。经化学清洗后膜表面元素接近于原膜,清洗效果较佳。     

生物载体缓解管式膜MBR工艺中的膜污染

膜污染一直是影响膜生物反应器(MBR)工艺稳定运行的难题。试验研究了浮球填料的加入对好氧管式膜MBR工艺中膜污染的影响规律及机理。结果表明，生物载体的加入能够显著减缓膜污染。与没有生物载体的MBR相比，载体填充率达到40%时可使滤饼层阻力下降约60.7%,孔堵阻力下降约90.6%,单周期运行时间延长约83.3%。机理分析表明，载体型MBR中悬浮污泥粒度明显增大，不可逆膜污染主要组分溶解性胞外聚合物(EPS)含量显著减少，而且EPS中蛋白质相对比例增加，滤饼层与膜面间的结合程度减弱，可改善低压冲洗和化学清洗效果。     

膜生物反应器生物污染及其控制

综述了膜生物反应器(MBR)中生物污染的机理,以及影响生物污染的各种因素,包括水动力学条件、膜组件结构、膜材料及其性质、污泥特性、操作条件和环境条件等。并从膜模型设计、反冲洗、化学清洗和MBR系统的设计优化4个方面介绍了生物污染的控制措施。     

超声波在线清洗MBR膜的试验研究

通过超声波清洗技术的原理和优势,以及对沣河污水厂MBR膜的在线清洗试验,研究超声波清洗对于MBR膜通量的恢复效果。试验表明,超声波功率2000 W,频率40 kHz、清洗时间20 min,是沣河污水厂MBR膜清洗的最适参数,膜通量恢复率在92.3%以上,结合化学碱洗,膜通量恢复率为97.8%,清洗效果理想,MBR膜通量得到基本恢复,同时NaClO反洗投加量由4 L/m²降至1 L/m²,节约3/4的药剂成本。对于采用MBR工艺的污水处理厂,具有实际的研究价值。     

平板膜材料基本性质评价及在膜-生物反应器运行性能研究

将膜材质特性与MBR运行状况相结合,进行3种膜的对比研究。对3种膜进行膜表面形态、接触角、膜厚度、孔隙率及力学机械性能的测定,考察不同材质的膜组件在MBR中稳定运行时跨膜压差变化情况,并测定DOM不同组分的膜污染速率和SMP截留率。结果表明,膜面表观性能最好,孔径分布均匀,不同方向上机械性能差异最小的JP膜,在MBR实际运行中表现出最强的抗污染性能,因此确定JP膜为最优膜;MBR中DOM的中性亲水性(HPI-N)组份所占比例最大,而HPO组份表现出了最强的污染趋势;不同膜材质对SMP有不同程度的截留,但SMP截留量与膜污染并没有直接联系。     

膜生物反应器中膜的污染与清洗

通过不同清洗方法对膜通量恢复效果的评价以及对污染膜和各步清洗后对膜表面和断面形貌的观察，对膜生物反应器工艺中的膜污染特征和膜污染进行了研究。结果表明，清水冲洗能消除纤维膜之间淤积的污泥和膜表面松散的污染层，次氯酸钠可以清除膜表面的微生物和有机污染物，而硫酸和柠檬酸能清除膜上的无机物垢。在膜外表面的污染物主要为生物膜和凝胶层污染，而膜内表面的污染物主要为滋生的微生物和无机污染物。对应各步清洗后膜通量的恢复，可以推出，在试验的工艺条件下，无机物污染对膜过滤阻力的影响较大。在此基础上．为延缓膜污染对膜生物反应器提出三点建议．     

膜生物反应器的污染及防治

控制膜生物反应器(MBR)的膜污染、提高膜清洗效率、延长膜运行周期,是影响MBR推广应用的至关重要的问题。现从膜、生物及运行条件等方面分析了膜污染的影响因素,并提出了MBR污染防治的相应措施。     

纳米氧化石墨烯改性PVDF微滤膜在MBR中的抗污染性能

利用强亲水性氧化石墨烯（GO）作为添加剂,自制了PVDF/GO复合微滤膜,并将其应用于MBR系统中,进行长期应用研究。研究发现,共混膜的表面性质得到改善,其表面含氧基团达到29.33%（GO=3%）;共混膜与PVDF膜对污染物的去除效果相近,但共混膜（GO=3%）仅进行了一次清洗,清洗周期是PVDF的4倍;PVDF/GO共混膜的膜阻力要低于PVDF膜,并且共混膜的不可逆污染阻力显著下降,其数值仅仅是PVDF膜的9.0%（GO=3%）;EPS分析发现,共混膜表面的EPS浓度明显减少,其降幅分别达到59.98%（GO=1%）和69.57%（GO=3%）,抗污染性能显著提高;通过SEM与CLSM分析发现,随着氧化石墨烯加入量的提高,共混膜表面形成了滤饼层变得疏松,厚度也变薄,甚至露出了部分膜表面（GO=3%）,保证了共混膜稳定的渗透率。     

微生物固定化技术—膜生物反应器膜的清洗研究

对IMO-MBR处理生活污水的膜污染进行了酸洗、碱洗及酸洗加次氯酸钠清洗的试验研究。结果显示:酸洗加次氯酸钠清洗后,膜的通量可以烣复到原通量的94%,达到清洗的目的。     

Membrane autopsy to investigate CaCO3 scale formation in pilot‐scale,submerged membrane bioreactor treating calcium‐rich wastewater

BACKGROUND: Membrane scaling is an area of research interest because it can deteriorate membrane performance. The extent to which membrane scaling is produced varies depending upon the concentration of scale‐forming species such as calcium on the membrane surface. Bench‐scale tests have been conducted to better understand membrane scaling in submerged membrane reactors (MBR). However, relatively few studies of membrane scaling in pilot‐scale, submerged MBR have been reported. The objective of this study was to perform membrane autopsy work to analyze membrane scaling in a submerged MBR treating calcium‐rich wastewater. RESULTS: Membrane autopsy work provided evidence that deposition of calcium carbonate (CaCO₃) scale occurred on the membrane surface at the completion of pilot‐scale, submerged MBR operation. The CaCO₃ scaling resulted in significant external fouling on the surface of the membrane. The membrane scaling increased the rejection of calcium with MF membranes. However, the level of CaCO₃ scaling as internal fouling (in the pores) was almost negligible. This autopsy work also showed that aeration did not play a major role in controlling CaCO₃ scaling at the membrane surface in a submerged MBR. Chemical cleaning using citric acid solution efficiently removed CaCO₃ scale from the membrane. Combining citric acid with sodium hypochlorite pretreatment provided synergistic effects, further reducing CaCO₃ scale formation. CONCLUSION: The carbonate salt of calcium leads to precipitation resulting in surface fouling of membranes, and this cannot be removed physically by aeration in a submerged MBR treating calcium‐rich wastewater. It is necessary to combine properly‐selected cleaning strategies with submerged MBR treating wastewater containing a high potential for inorganic chemical precipitates. Copyright © 2009 Society of Chemical Industry     

两种膜生物反应器工艺在养殖废水处理中的运行效果

采用动态膜生物反应器（dynamic membrane bioreactor,DMBR）和膜生物反应器（membrane bioreactor,MBR）两种处理工艺,研究在相同条件下对养殖废水的处理效果和运行条件。结果表明,不同溶解氧（dissolve oxygen,DO）条件下,DMBR和MBR对CODMn的去除率可达95%以上。DO为0～1 mg/L条件下,DMBR和MBR的总氮平均去除率分别达到71.4%、75.8%;在DO为2～3 mg/L条件下,DMBR和MBR的总氮平均去除率分别为46.3%、44.1%。DMBR和MBR两种工艺均能达到较好的污染物去除效果。MBR的过滤压差明显高于DMBR,低DO条件下（0～1 mg/L）的运行周期约为5天,DMBR采用重力流出水,运行周期约为10天,过滤压差最高时仅为3.97 kPa,在一定程度上克服MBR成本高、易污染等缺点。     

MBR膜的污染及其清洗技术研究进展

针对环境污染控制中广泛应用的膜生物反应器(MBR),阐述了其污染的主要来源和影响因素,重点介绍了膜清洗的几种方法及发展状况,并提出了膜清洗技术的发展方向。