水力停留时间对MBR中溶解性微生物产物生成的影响

考察水力停留时间(HRT)对MBR中膜污染的主要污染物——溶解性微生物产物(SMP)生成的影响。结果表明,在装置稳定运行期间,MBR中SMP随运行时间出现累积。与HRT为8 h相比,HRT为12 h时,SMP在MBR中平均累积量要少10.1%,SMP中多糖含量平均高7 mg/L左右,而蛋白质含量平均低45.6%。SMP的平均粒径随装置运行呈下降趋势,并且HRT较短有利于粒径较小的SMP生成,从而堵塞膜孔;HRT较长有利于粒径较大的SMP生成,从而形成凝胶层,两种情况导致膜污染的机制不同。     

膜污染状态下的胞外聚合物、细菌数量及微生物群落结构研究

研究了膜污染状态下膜生物反应器(MBR)中混合液污泥和膜丝表面污泥的胞外聚合物(EPS)含量、细菌数量以及微生物种群结构的情况。结果表明:EPS主要由蛋白质组成,膜丝表面污泥中的EPS含量较高,高达68.3mg/g;MBR污泥中细菌的数量级基本达109个/g,其中膜丝表面污泥细菌数量较高;MBR混合液污泥和膜丝表面污泥微生物群落的Shannon-Weaver指数分别为2.639和2.303,两者微生物群落结构的相似性系数达到0.833,两者的优势菌均为黄色单胞菌,变形杆菌门和拟杆菌门是膜丝表面种类较多的菌群,可能与膜污染有密切的联系。深入分析膜污染形成原因和过程,对膜污染的防治具有重要的意义。     

二级出水微滤过程中对醋酸纤维素酯膜的有机污染特征

低压膜过滤技术(包括微滤和超滤)在再生水生产领域正引起越来越广泛的关注。然而如何解决低压膜过滤过程中的膜有机污染问题始终是膜技术所面临的技术挑战。本研究采用醋酸纤维素酯微孔滤膜对二级出水溶解性有机物(EfOM)及其不同亲疏水性组分、蛋白模拟溶液、腐殖酸(HA)等进行恒流过滤实验。对不同有机物污染后的膜表面使用全反射傅立叶红外光谱(ATR-FTIR)和X射线电子能谱(XPS)进行表征。结果表明,相对于蛋白质和EfOM等,HA所造成的膜污染最少。ATR-FTIR的结果同时显示,以官能团而言,更多的氨化物(1535cm-1)、脂肪族物质(2860～2970cm-1)和氢氧根(3400cm-1)存在于膜表面。TMP/V数据比较结果表明,在EfOM各亲疏水性组分、蛋白质和HA的对比中,EfOM中的疏水碱性物质(HPO-B)对膜污染的贡献最大,而HA的膜污染贡献最小。UVA和荧光激发-发射光谱(FEEM)结果表明,HPO-B和蛋白质对醋酸纤维素酯膜的污染贡献较大。综合不同分析手段可以对不同有机物造成膜污染的潜能大小得出如下排序:HPO-B>蛋白质>HPO-A、HPI>HA。     

BCOR-MBR系统处理含盐废水过程中可溶性微生物代谢产物特性

为研究生物接触氧化与膜生物反应器联合系统(BCOR-MBR)处理含盐废水过程中膜污染变化的原因,本文利用三维荧光技术解析不同盐度冲击下BCOR-MBR系统内微生物产物特性。通过研究发现,对照MBR(MBR-1)和组合系统MBR(MBR-2)上清液中SMP的三维荧光光谱中均主要有3个特征峰,当盐度从0 g·L~(-1)升高到3 g·L~(-1)时MBR-1中类腐殖酸物质A峰荧光强度从993.4升高到1 389,B峰荧光强度从879.4升高到1 312,而MBR-2在盐度提高到9~18 g·L~(-1)时,色氨酸特征峰荧光强度最高达到2 376,说明耦合了BCOR的MBR-2在某种程度上延缓了盐度的冲击;同时不同盐度环境下,MBR-2中三峰的荧光强度均弱于MBR-1,即耦合的BCOR可吸附部分复杂有机酸等大分子物质,从而降低了MBR-2的膜污染速度。     

糖类对正渗透膜的膜污染研究简

正渗透膜（FO）是一种低能耗的膜处理工艺，而膜生物反应器（MBR）是一种高效的污水处理工艺，其最大的瓶颈就是严重的膜污染问题，将FO应用到MBR中，即正渗透膜生物反应器。根据传统膜生物反应器的膜污染特点，研究SMP和EPS的主要组成成分中的糖类物质对膜的污染情况，利用海藻酸钠模拟糖类物质，并根据生活污水的特点，在海藻酸钠中加入钙、镁离子，研究其在含有不同金属离子时膜不同放置方式时的膜污染情况，将运行后的污染膜片剪下做SEM、AFM、FTIR-ATR分析。研究表明，海藻酸钠加不同金属离子的膜污染情况不一致，其膜污染大小顺序为藻酸钠+钙>藻酸钠+钙+镁>藻酸钠+镁，且不同膜放置方式的膜污染不同，活性层面向驱动液的通量较大。     

膜生物反应器中EPS对污泥絮体形成的影响及其膜污染特性研究

为了给减缓膜生物反应器(MBR)膜污染提供新思路,对MBR中EPS各组分对污泥聚集性能的影响及其膜污染特性进行研究。通过分析MBR中污泥的聚集性,发现原始污泥的聚集速率常数为0.0151,提取EPS后污泥的聚集速率常数为0.00181,由此可以看出EPS在污泥聚集的过程中起重要作用。为了进一步明确EPS各组分对MBR中污泥聚集性能的影响,利用扩展的DLVO理论研究MBR中EPS及其各组分对污泥聚集性能的影响,发现MBR中EPS里粘液的二级能量最小值大约为-0.94 KT,松散型EPS(LB-EPS)为-2.98 KT,紧密型EPS(TB-EPS)为-3.87 KT,说明TB-EPS在污泥聚集的过程中起重要作用。进一步通过三维荧光光谱及EPS浓度分析,发现EPS各组分浓度及结构的不同导致EPS各组分对污泥聚集性起不同的作用。通过吸附实验、原子力显微镜观察发现EPS各组分的膜污染速率为:上清液<粘液相似文献   

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。     

利用数学模拟方法分析硝化MBR系统中SMP转换过程

为深入了解膜生物反应器(MBR)中微生物代谢产物(SMP)的生成降解以及利用情况,研究了以NH4Cl为惟一能源物质的硝化MBR反应器中SMP浓度以及分子量(MW)变化情况,并运用活性污泥模型3(ASM3)准确地计算出微生物利用底物相关的溶解性产物(UAP)和微生物死亡相关的溶解性产物(BAP)的量分别是多少,最终证明硝化系统中产生的SMP可作为能源物质被异养菌进一步利用,而且相较于BAP而言UAP更易于被生物降解,得出结论 BAP是SMP中的主要污染成分。     

浸没式膜-生物反应器污泥组分对膜污染的影响

研究基于中试规模的浸没式膜生物反应器长期运行的基础上,通过改变操作条件和工艺参数系统考察污泥组分对膜污染的影响。试验结果表明,泥龄10 d时，混合液悬浮固体、胶体物质和溶解性物质对膜污染阻力的贡献分别为24.1%、36.1%和39.8%；泥龄20 d时, 混合液悬浮固体、胶体物质和溶解性物质对膜污染阻力的贡献分别为43.9%、32%和24.1%；泥龄40 d时, 混合液悬浮固体、胶体物质和溶解性物质对膜污染阻力的贡献分别为50.6%、27.3%和22.1%。随着泥龄的增加,胶体物质和溶解性物质所形成的阻力之和在总阻力中所占的比例逐渐下降,但仍为膜污染的重要因素。     

膜生物反应器污泥内源消化及SMP变化

膜生物反应器（MBR）中高污泥浓度和低F/M会导致部分微生物长期处于贫营养状态下，因此采用污泥内源消化试验模拟MBR中实际存在的贫营养现象。比较了好氧消化（AD）和好氧/缺氧消化（A/A/D）2种模式对于A²O+MBR工艺剩余污泥的内源消化效果及SMP的变化。研究结果表明，常温条件下A/A/D 20 d MLVSS的去除率可达到50%，AD为42%，缺氧段的引入促进了有机物和营养物质等的释放和去除，SMP浓度均呈现出显著降低而后缓慢增长并趋于稳定的趋势。EEM光谱分析表明，SMP中不同的荧光物质在内源消化过程中呈现出不同的变化规律。GPC分析认为，内源消化过程中SMP的分子量范围逐渐扩大，小分子量有机物呈增长趋势，A/A/D对SMP的降解比AD更为有效。     

膜生物反应器中的膜污染问题

本文主要论述了一体式膜生物反应器的膜污染问题 ,包括膜污染的数学模型、膜污染种类以及防止膜污染的设计与操作、膜清洗等。     

膜生物反应器中膜的清洗方法和机理研究

研究了膜生物反应器处理盥洗废水时 ,水力清洗、酸洗、碱洗等不同组合形式对膜的清洗效果。结果表明 ,水力清洗可以较彻底地去除运行初期的膜表面沉积物 ,使膜通量有较大程度的恢复。对运行时间较长的膜来说 ,有机物和微生物是造成膜污染的主要原因。清水冲洗后用 0 0 5 %NaClO浸泡 1h ,再用 0 5 %的H2 SO4浸泡 1h是盥洗废水处理用膜有效的清洗方法 ,清水膜通量可恢复至 1 0 0 %。     

叠式空气隙膜蒸馏组件膜污染实验研究

采用一种具有旋流结构的多层层叠式空气隙膜蒸馏膜组件,以20 g/L氯化钠盐水为热工质,考察在70℃条件下膜污染情况,实验结果表明,一个周期的连续运行和间歇性操作膜表面在高温下较快进入膜污染,8个周期后膜通量下降为初始通量的42%。膜表面有大量黄色附着物,电镜SEM分析显示,膜表面被不均匀堆积的颗粒状污染物及长方体结晶物覆盖,能谱EDS分析,污染物有极少量NaCl结晶的Na、Cl元素,还有O、C、Mg、Cu和Fe等元素。污染膜经5%盐酸溶液清洗后无机垢沉淀被去除,表观效果较好。     

无机陶瓷膜处理油田采出水

针对陶瓷膜在油田采出水处理过程中操作参数的选择及污染机理进行了研究。通过现场实验,分析了不同的操作参数对膜通量的影响,陶瓷膜对含油量及悬浮物的去除效果,膜阻力组成及膜污染清洗方法。实验结果表明,在确定出水水质达到低渗透油田注水水质A1级标准条件下,陶瓷膜过滤最佳操作条件为:跨膜压差0.16 MPa、温度50℃、膜面流速5.0 m/s。同时发现,NaOH和HNO3联合清洗有助于恢复膜通量。     

纳米材料对膜生物反应器影响的试验研究

通过向一体式膜生物反应器中投加纳米材料来改变料液性质，预防膜污染和提高膜生物反应器对污染物的去除效率，并利用扫描电镜分析中空纤维膜的表观结构的变化情况，通过红外光谱分析活性污泥性质的变化，以探讨防治膜污染的机理。试验结果表明，纳米材料的投加对COD和NH₃-N的去除无明显影响，提高了TP的去除率，TP去除率达70%。而且投加纳米材料可改变活性污泥的性质和生物膜的表观结构，减缓膜污染。     

梯度硅藻土膜管净化空气

利用平均孔径0.08 μm(孔径范围为0.07-0.16 μm)的梯度硅藻土膜管进行空气净化实验,研究了这种膜管对空气中的细菌和＞0.1 μm的悬浮微粒的净化效果,并研究了膜通量随使用时间的变化曲线以及膜管的使用寿命.实验发现,这种梯度硅藻土膜管能有效滤除空气中的细菌、悬浮粒子等污染物,净化后的空气中不含＞0.1 μm的悬浮微粒和细菌,稳定通量可达100 m3/m2*h,使用寿命为4-12年(0.05 MPa操作压力下).     

改性PES膜在MBR中膜阻力分析及膜污染机理研究

以聚醚砜(PES)、醋酸纤维素(CA)和纳米二氧化钛(TiO2)为膜材料,采用L-S相转化法制备共混改性PES膜。在24℃、0.2 MPa的操作条件下,制得的PES膜纯水通量为300 L/(m2.h)左右,CA改性PES膜为660 L/(m2.h)左右,TiO2改性PES膜为840 L/(m2.h)左右。通过膜生物反应器中膜阻力的测定,表明膜污染主要由浓差极化层及凝胶层引起的;通过活性污泥对膜污染机理的研究,判断出污泥的过滤过程基本符合沉积过滤定律。在MBR中运行时,改性PES膜稳定通量高于未改性膜,总阻力低于未改性膜;TiO2改性膜稳定通量高于CA改性膜,总阻力低于CA改性膜;通过扫描电镜分析,改性PES膜沉积层的厚度均比未改性膜薄,TiO2改性膜沉积层厚度小于CA改性膜,表明改性膜的抗污染性能提高了,TiO改性膜抗污染性能更优。     

纳滤膜在垃圾渗滤液深度处理中应用

利用纳滤膜技术处理MBR二级处理后出水,研究纳滤膜在垃圾渗滤液应用中回收率及进出水COD变化情况。工程试验结果表明:当MBR出水COD小于800 mg/L～900 mg/L,纳滤膜出水COD小于100 mg/L;纳滤系统直通式运行回收率40%～50%;内循环式运行回收率75%～80%,浓缩段回收率9.3%～11.8%,总回收率80.4%～82.0%;根据膜面运行流速要求,进膜的流量需大于8 m3/h;进膜压力、进水流量和循环流量是影响膜通量大小的关键因素。     

一体式膜生物反应器回用处理生活污水

将循环活性污泥系统(Cyclic Activated Sludge System,CASS)与膜过滤技术组合为一体式膜生物反应器(Submerged Membrane Bioreactor,SMBR),研究其用于生活污水回用处理的可行性,对该工艺的适宜运行条件进行了研究.结果表明,水力停留时间(HRT)为4 h、DO在2.0～3.5 mg/L、温度控制在常温、pH在6.5～8.0的运行条件是比较经济高效的.并考察了装置对实际生活污水的处理效果,结果表明出水水质优异,优于中水回用标准(CJ 25.1-89).     

纳滤膜技术在地下水除砷应用中的研究进展

砷污染突发事件的频发严重威胁着地下水饮用水水源的水质安全，加之饮用水控制标准的提高，就对饮用水除砷技术提出了更高的要求，而纳滤(NF)膜分离技术为饮用水除砷提供了新的思路。首先概述了地下水中砷的存在形态、化学性质以及我国高砷地下水地区分布，然后分析了NF膜特点、除砷机理与性能，系统地阐述了各种因素包括膜操作因素（操作压力、膜回收率、膜排布方式等）和原水水质因素（pH、水温、共存离子、共存有机物及砷浓度与砷价态等），对NF膜除砷性能的影响。此外，对NF除砷的关键问题，如原水预处理、膜浓水处理、膜污染及其清洗等，也作了探讨。最后，总结了目前NF除砷应用中所面临的问题，探索性提出了NF膜技术在除砷应用中的研究方向。