次临界操作下的膜污染机理研究

临界通量在膜污染控制的水动力学条件优化中是一个非常有意义的概念。本研究用一种新型的中空纤维膜组件过滤活性污泥混合液，采用通量阶式递增法对临界通量进行测定，实验表明，气水二相流是一个提高临界通量非常有效的方法，而且临界通量随着曝气强度的增大而增大，根据测定结果，可以得出膜生物反应器(MBR)的3个水动力学操作区：超临界区、临界区和次临界区。次临界操作可以防止颗粒物质在膜面上沉积引起的可逆污染，在次临界操作下，膜污染分为两个阶段，第一阶段为不可逆污染发展阶段，跨膜压力(TMP)发展缓慢；第一阶段膜的不可逆污染导致膜丝点通量不断的重分配，一旦出现膜丝上某一点的通量大于临界通量时，颗粒物质就以此点为突破口，不断沉积到膜丝表面，发生可逆污染，膜污染进入第二阶段，TMP急剧增加。     

次临界操作下的膜污染机理研究

临界通量在膜污染控制的水动力学条件优化中是一个非常有意义的概念。本研究用一种新型的中空纤维膜组件过滤活性污泥混合液 ,采用通量阶式递增法对临界通量进行测定 ,实验表明 ,气水二相流是一个提高临界通量非常有效的方法 ,而且临界通量随着曝气强度的增大而增大 ,根据测定结果 ,可以得出膜生物反应器 (MBR)的 3个水动力学操作区 :超临界区、临界区和次临界区。次临界操作可以防止颗粒物质在膜面上沉积引起的可逆污染 ,在次临界操作下 ,膜污染分为两个阶段 ,第一阶段为不可逆污染发展阶段 ,跨膜压力 (TMP)发展缓慢 ;第一阶段膜的不可逆污染导致膜丝点通量不断的重分配 ,一旦出现膜丝上某一点的通量大于临界通量时 ,颗粒物质就以此点为突破口 ,不断沉积到膜丝表面 ,发生可逆污染 ,膜污染进入第二阶段 ,TMP急剧增加。     

膜生物反应器次临界通量运行的膜污染特性研究

膜生物反应器（MBR）是将膜分离与生物反应相结合的污水处理新工艺,近年来已引起广泛的关注,但不可避免的膜污染限制其更广泛的应用。临界通量在膜污染控制中是个非常重要的概念。本试验研究平板膜生物反应器在次临界通量运行下的膜污染状况,并结合膜污染模型进一步表征膜表面的污染特性。试验结果表明。该平板膜生物反应器在次临界通量运行的情况下,膜污染可分为膜污染缓慢发展阶段（第Ⅰ阶段）和膜污染迅速发展阶段（第Ⅱ阶段）,可分别用膜孔堵塞模型和泥饼阻力模型表征膜阻力与时间的变化关系。同时,对运行后的膜阻力分布进行分析,表明泥饼阻力和孔道吸附堵塞阻力是膜污染的主要组成部分,分别占到总阻力的73％和24％,而膜本身阻力仅占3％。     

平板膜生物反应器中临界通量问题研究

通过小试试验,探讨了平板膜生物反应器中临界通量问题。在试验中发现,平板膜生物反应器运行过程中,存在临界通量值,本试验中污泥质量浓度为10 g/L,临界通量值为4.86×10-6m/s;在该通量值以下运行时,膜污染速度比较缓慢,在该通量值以上运行时,膜污染比较迅速。通过对膜运行过程阻力的分析发现,随着通量的提高,内部污染阻力增加速度大于膜泥饼污染阻力增加速度。膜片在恒流下运行一段时间后,压力会突然上升,其主要原因是由于膜面泥饼的聚集。     

应用于维生素C凝结水处理反渗透膜清洗策略

针对沈阳某药厂维生素C生产工艺中凝结水产量大、处理成本高和杂质复杂等问题,提出了采用反渗透技术对工艺凝结水进行处理。在前期确定的最优操作条件基础上持续运行,研究了运行临界通量、清洗时机和清洗方式等工艺条件。结果表明,在本工艺条件下,反渗透膜系统的临界通量介于1.1 L/(m2.min)到1.2 L/(m2.min)之间,斜率变点分析法确定的可逆膜污染周期为10 d;加强型清洗策略EFM(enhanced flux maintenance)的操作是针对不可逆膜污染的一种有效清洗方式,EFM持续30 min为宜,NaClO和NaOH都是有机污染的有效清洗剂,膜的平均恢复率分别为85.4%和81.6%,显示出实际应用的可行性,具有推广价值。     

颗粒填料复合式膜生物反应器的长期运行特性

在实验室条件下，从有机物去除效果、透膜压差、污泥颗粒粒径和污泥混合液过滤阻力等方面对颗粒填料复合式膜生物反应器（HMBR）的长期运行特性进行了研究。结果表明，与普通MBR相比，HMBR可以显著减缓膜污染，延长稳定运行时间，减少膜组件的清洗频率，在本试验条件下，当膜通量分别为3.0、4.5和6.0 L/（m²·h）时，MBR的透膜压差增长率分别是HMBR的5.5、3.3和2.2倍；HMBR的有机污染物去除效果显著，COD平均去除率达到92.3%，但是由于颗粒填料对HMBR膜表面污泥沉积层的去除，HMBR对有机物的筛滤/吸附作用减弱，造成HMBR出水的COD浓度比MBR略高；随运行时间的增长，HMBR污泥颗粒粒径呈下降趋势，而污泥混合液的过滤阻力逐渐增大，由于颗粒填料对污泥絮体的剪切作用，以及污泥生物相的变化导致HMBR的污泥粒径下降趋势比MBR更为明显，粒径分布范围更窄，而且HMBR的污泥混合液过滤阻力增长速率略大于MBR。     

新型膜-生物反应器在不同通量下的膜污染特性研究

选择适当的膜通量是膜-生物反应器控制膜污染的有效手段之一.本文根据膜通量与临界通量的关系选取了5个不同的膜通量,考察在这些通量条件下新型膜-生物反应器膜污染发展特性的变化.试验结果表明,膜通量的变化会影响膜污染的发展特性.当膜通量小于临界通量区时,膜污染发展具有"2阶段"趋势,并且膜通量越小"第1阶段"和"第2阶段"的膜污染发展速率对比越显著.当膜通量在临界通量区通量内时,首先出现短暂的膜污染快速增长期,随后膜污染发展仍呈现"2阶段"现象.当膜通量大于临界通量区通量时,膜操作压力(TMP)从开始运行即迅速上涨直至试验结束.     

吸附-预沉淀MBR工艺处理生活污水及膜污染控制效果

膜污染是限制膜生物反应器（MBR）广泛应用的主要因素之一。针对MBR处理生活污水过程中存在的硝化效果不稳定与膜污染问题，提出了一种新型的MBR系统：通过吸附-预沉淀实现进水中碳氮的分离和单独处理，不仅提高了污染物去除效果，且能够有效控制膜污染。研究结果表明，吸附-预沉淀可以去除进水中约89.7%的有机物，系统出水COD、NH₄⁺-N平均浓度为24 mg/L、0.78 mg/L，去除率分别为95.9%和98.1%。MBR中碳氮比的降低和硝化细菌比例的增加大大降低了MBR内MLSS、EPS和SMP含量，平均浓度分别为5 185 mg/L、41 mg/g MLSS和2.62 mg/g MLSS。在膜通量为4 L/（m²·h）条件下，TMP可稳定保持在20 kPa左右。通过吸附-预沉淀过程可有效控制MBR中的膜污染。     

膜吸收法处理高浓度甲醛废气资源化技术研究

采用疏水性中空纤维膜接触器，以NaHSO₃为吸收液处理高浓度甲醛废气。研究了吸收液流量、吸收液温度、吸收液浓度、气体进口流量和气体进口浓度等因素对甲醛去除率和总传质系数的影响。结果表明，当吸收液流量为4.17×10^-6m³/s，吸收液温度为60℃，甲醛进气流量为3.7×10^-6m³/s，甲醛进气浓度为566 mg/m³时，甲醛出气浓度可低至2.8 mg/m³，甲醛的去除率可达99.5%，总传质系数为4.46×10^-5m/s。反应产物（ɑ-羟基磺酸钠）易分离，并可作为重要的有机合成原料或用于制备高纯甲醛而得到充分利用，NaHSO₃溶液经适当稀释后仍可作为吸收液循环使用。表明膜吸收法可基本实现高浓度甲醛废气处理的资源化。     

厌氧膜生物反应器处理酒厂废水运行特性研究

在一体式平板厌氧膜生物反应器处理酒厂废水的试验中,研究了污染物的去除效果和平板膜组件的运行、污染情况.试验结果表明,COD容积负荷为3～7 kg/(m3·d)、水力停留时间(HRT)为16 h时,平均COD去除率达94.2%;在膜通量为4.6 L/(m2·h)、上升流速为2.5 m/h的条件下,平板膜组件能够连续运行18～20 d;在该试验中临界通量和临界上升流速分别为10～15 L/(m2·h)和5.0m/h,平板膜组件应该在这两个临界值之下运行.膜过滤阻力分析测试结果表明,泥饼层阻力是总阻力的最大组成部分.     

Gaseous mercury emissions from unsterilized and sterilized soils: The effect of temperature and UV radiation

Mercury (Hg) emissions from the soils taken from two different sites (deciduous and coniferous forests) in the Adirondacks were measured in outdoor and laboratory experiments. Some of the soil samples were irradiated to eliminate biological activity. The result from the outdoor measurements with different soils suggests the Hg emission from the soils is partly limited by fallen leaves covering the soils which helps maintain relatively high soil moisture and limits the amount of heat and solar radiation reaching the soil surface. In laboratory experiments exposure to UV-A (365 nm) had no significant effect on the Hg emissions while the Hg emissions increased dramatically during exposure to UV-B (302 nm) light suggesting UV-B directly reduced soil-associated Hg. Overall these results indicate that for these soils biotic processes have a relatively constant and smaller influence on the Hg emission from the soil than the more variable abiotic processes.     

二沉池动态仿真模型研究

建立了二沉池的一维动态模型,同时定义偏差函数作为模型参数校核的目标函数,并对某污水厂二沉池进行动态仿真的模拟.通过对模拟数据和实际运行数据的对比,验证了二沉池模拟的合理性以及参数校核方法的有效性.     

无机微滤膜过滤阻力的研究

本文采用孔径为 0 .8μm、0 .2 μm和 5 0nm的无机微滤膜 ,考察了不同情况下膜的过滤阻力分布情况。对于造纸黑液 ,当浓度较低时 ,过滤阻力由膜阻力、吸附阻力、堵孔阻力和浓差极化阻力共同控制 ;当浓度较高时 ,吸附阻力起主要作用。过滤 1g/L聚乙二醇溶液的试验结果表明 ,不同孔径膜的过滤阻力构成是不同的 ,孔径越小则吸附阻力越小 ,但浓差极化阻力会显著增加     

Gaseous mercury fluxes from the forest floor of the Adirondacks

The flux of gaseous elemental mercury (Hg⁰) from the forest floor of the Adirondack Mountains in New York (USA) was measured numerous times throughout 2005 and 2006 using a polycarbonate dynamic flux chamber (DFC). The Hg flux ranged between −2.5 and 27.2 ng m⁻² h⁻¹ and was positively correlated with temperature and solar radiation. The measured Hg emission flux was highest in spring, and summer, and lowest in winter. During leaf-off periods, the Hg emission flux was highly dependent on solar radiation and less dependent on temperature. During leaf-on periods, the Hg emission flux was fairly constant because the forest canopy was shading the forest floor. Two empirical models were developed to estimate yearly Hg⁰ emissions, one for the leaf-off period and one for the leaf-on period. Using the U.S. EPA's CASTNET meteorological data, the cumulative estimated emission flux was approx. 7.0 μg Hg⁰ m⁻² year⁻¹.     

胶团强化超滤法(MEUF)去除废水中氯苯的研究

研究了3种单一表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)、十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)、聚氧乙烯失水山梨脂肪酸酯醇醚(TW80)和混合表面活性剂TW80-SDS对氯苯(CB)的强化超滤,以期为有机废水胶团强化超滤技术提供参考。结果表明,进料液静置时间对去除率无显著影响,而振荡时间在1 h后对去除率影响不大。氯苯的去除率随进料液中表面活性剂浓度的增大而增大,单一的表面活性剂对氯苯的去除效果顺序为TW80CTMABSDS,且表面活性剂对氯苯的去除效果与表面活性剂的临界胶束浓度值(CMC)、亲水-亲油平衡值(HLB)呈负相关。阴-非混合表面活性剂TW80-SDS对氯苯的去除效果明显强于单一的SDS,且去除率随着非离子表面活性剂质量分数的增加而增加。渗透通量随着进料液中表面活性剂浓度的增加而下降,单一表面活性剂种类对渗透通量的影响顺序为SDSTW80CTMAB,混合表面活性剂中随着非离子表面活性剂质量分数的增加而渗透液的渗透通量越低。     

Chemical composition of rainwater in the northeastern Romania, Iasi region (2003–2006)

Chemical composition of rainwater was studied in the northeastern Romania, Iasi region, and the concentrations of major inorganic and organic ions were measured in samples collected between April 2003 and December 2006. The pH of the rainwater is 5.92 (volume weighted mean average, VWM) suggesting a sufficient load of alkaline components neutralizing its acidity. On average, 97% of the acidity in the collected samples is neutralized by CaCO₃ and NH₃. Clear seasonal variations were observed for some of the identified ions (e.g., SO₄²⁻, NO₃⁻, Ca²⁺, NH₄⁺). The data obtained during this work revealed that both concentrations and fluxes of anthropogenic source-related ions (e.g., SO₄²⁻, NO₃⁻ and NH₄⁺) are among the highest reported for European sites. It is shown that meteorology and long-range transport processes may concur to their high levels.     

初始通量对次毫米过滤组件分区高浓度污泥的影响

以人工配制模拟中浓度生活污水为研究对象,采用自主研制的次毫米过滤组件(sub-millifiltration module,SMFM),考察了初始通量在不同孔径条件下SMFM的过滤效果。实验结果表明,起始通量越大,SMFM在运行过程中通量衰减得越快,而起始通量越小,衰减速度较慢,综合考虑出水SS满足分区要求和运行周期内通量较大2个因素,筛选出各孔径SMFM的最佳起始通量为450 L/(m2.h),运行周期为20～25 min。