膜滤与酸析处理草浆黑液的实验研究

采用无机膜过滤和磷酸酸析2种方法来处理草浆造纸的黑液，比较了2种方法的截留和分离效果。膜滤COD的截留率高于酸析，但从木素以及硅脱除的角度看，酸析的效果较佳。酸析后滤液可以苛化利用，以提高经济效益；而无机膜过滤是一个物理过程，工艺相对简单，流程短，其渗透液可以考虑直接回用。     

震动膜处理乳化液废水研究

研究了震动膜对乳化液处理效果,通过超滤过程中膜通量的变化评价了震动强化剪切防止膜污染的性能,并对其防污染机理进行了分析。实验结果表明,利用震动膜过滤2种乳化液,COD和油的去除率分别可以达到93.5%和99%以上,SS去除率可以实现完全截留。在过滤过程中,通量没有下降,反而有所上升,说明震动膜可以有效防止膜污染。通量的增加主要是由于高速剪切导致水温上升,粘度减小,反过来又提高了剪切强度。     

壳聚糖络合-陶瓷膜耦合技术处理低浓度含铜废水

采用孔径为200 nm的陶瓷膜,以壳聚糖为络合剂,研究了络合-陶瓷膜耦合技术处理低浓度含铜废水过程。考察了溶液p H、壳聚糖/Cu2+质量浓度比、络合剂浓度、离子强度、操作压力及体积浓缩因子等对处理效果的影响。结果表明,壳聚糖投加量与p H是影响处理效果的关键因素,当壳聚糖/Cu2+质量浓度比≥10、p H=6时,Cu2+截留率接近100%,膜通量趋于稳定;在较高浓度外加盐(Na Cl和Na2SO4)存在时,Cu2+截留率仍可达到99%以上。将壳聚糖-铜络合物浓缩液酸化解络后通过陶瓷膜过滤分离壳聚糖和游离态的Cu2+,可实现壳聚糖的循环回用;采用回用的壳聚糖处理含铜废水时,Cu2+截留率可达到95.8%。     

络合-陶瓷膜耦合技术资源化处理模拟低浓度含铜废水

以聚丙烯酸(PAA)和壳聚糖(CTS)作为络合剂,耦合孔径200 nm的陶瓷膜处理模拟低浓度含铜废水,采用ICP-MS、TOC、SEM表征与Darcy膜污染模型对处理效果和膜污染情况进行表征;对比研究不同络合剂对Cu~(2+)截留效果与资源化回用效率的影响;并探讨对应的膜污染机理。结果表明:溶液pH通过影响聚合物络合活性位点对Cu~(2+)截留率起决定性作用;在pH=6、P/M≥5或C/M=10的优化条件下,Cu~(2+)截留率接近100%;PAA相对于CTS对Cu~(2+)的络合效率更高,而CTS具备更好的抗杂质离子干扰能力;酸解、循环回用的PAA与CTS对Cu~(2+)截留率稳定在99%以上。膜污染阻力分布计算和SEM、EDX微观表征表明,滤饼污染为膜污染主要形式,CTS更易造成不可逆的膜孔堵塞污染。     

纳滤去除水中的内分泌干扰物

采用陶氏DOW FILMTEC NF270芳香聚酰胺类复合纳滤膜处理水中内分泌干扰物——17α-乙炔雌二醇（EE2），实验中分别考察了原液浓度、操作压力、pH值、Ca²⁺浓度及腐殖酸共存等不同条件下对EE2截留效果的影响。结果表明，NF270对于去除水中的EE2具有很好的效果，截留率可达到97.6%，而且，实验发现，原液浓度对EE2的截留效果影响较小；当操作压力为0.6 MPa时，膜对EE2的截留效果最好；而随着pH值和Ca²⁺浓度的增加，膜对EE2的截留率均呈上升趋势；而当腐殖酸存在时膜对EE2的截留率有明显提高，但同时也造成膜污染加剧和膜通量下降，特别是在EE2、腐殖酸和Ca²⁺共存时，膜污染更加严重。     

颗粒物粒径和有机物分子量对超滤膜污染的影响

采用不同孔径和截留分子量的膜对原水进行预过滤,研究不同粒径的颗粒物和不同分子量的有机物对膜污染的影响。结果表明,随着预过滤膜孔径或截留分子量的减小,原水中浊度、CODMn、DOC和UV254的去除率逐渐提高,超滤膜运行的跨膜压力(TMP)比直接过滤原水时降低;经孔径为1.2μm和0.45μm的膜预过滤后,超滤膜运行的TMP仍上升较快,而经过截留分子量为100 kDa及以下膜预过滤后,膜污染比较缓慢。对膜阻力构成分析的结果表明,随着预过滤膜孔径或截留分子量的减小,超滤膜运行过程中的表面饼层阻力逐渐减小,堵孔阻力也有明显降低,但预膜滤不能有效降低膜的吸附阻力。超滤膜表面的扫描电镜观察结果表明,经过截留分子量在100 kDa及以下的膜预过滤后,超滤膜表面比较干净,此时的膜过滤阻力主要来源于吸附和堵孔阻力。     

混凝-膜组合工艺处理水产养殖废水

采用混凝-膜过滤组合工艺处理鳗鲡养殖废水,实验研究了混凝对废水的处理效果,确定了最佳的混凝剂和助凝剂,并对水体进行2种膜工艺的处理。结果表明,聚合氯化铝铁(PAFC)是处理鳗鲡养殖废水的理想混凝剂,最佳用量为30 mg/L;加入助凝剂壳聚糖,能有效提高混凝剂污染物去除效果,助凝剂最佳用量为0.3 mg/L,pH值约为6.0;膜分离可以进一步提高处理效果。在系统进水化学需氧量质量浓度为6.82~7.65 mg/L,氨氮质量浓度为0.78~0.92 mg/L,亚硝酸盐氮质量浓度为0.35~0.39 mg/L,硝酸盐氮质量浓度为2.49~3.07 mg/L,活性磷酸盐质量浓度为0.74~0.89 mg/L,水温为20~28℃时,混凝-膜过滤组合方法对养殖废水中5项指标的去除率分别为:75.6%、61.2%、82.9%、37.5%和59.1%。但总体而言,混凝-膜组合工艺在水产养殖废水应用中处理效果明显,具有可行性和实用性。     

一体式膜-生物反应器中膜污染过程的动态分析

膜污染过程的动态研究对于有效地控制膜污染意义重大。结合膜过滤压差的上升和污染膜表面微观形态的变化 ,对不同污泥浓度和膜通量条件下 ,一体式膜 生物反应器中膜污染过程进行了动态分析。结果表明 ,膜污染初期主要是水中溶解性物质在膜表面附着 ,随后污泥在膜表面沉积。溶解性有机物在膜面的附着 ,对膜过滤压差即膜过滤阻力的变化影响不大 ,而活性污泥在膜表面的大量沉积将导致膜过滤压差迅速上升。污泥浓度愈高 ,膜通量愈大时 ,活性污泥颗粒愈易在膜面沉积。通过停止进出水维持空曝气、降低反应器内污泥浓度或延长膜的停抽时间可以使沉积在膜表面的悬浮污泥脱离膜表面 ,从而使膜过滤能力得到很好的恢复。采用经典的膜污染模型对各运行阶段膜污染模式进行了分析 ,模型拟合结果与电镜观察结果基本吻合。     

过滤/曝气两用型膜-生物反应器试验研究

对以聚乙烯微孔管为膜组件的过滤 /曝气两用型膜 生物反应器进行了研究。通过清水过滤试验发现 ,PE 1和PE 4 (孔径分别为 70～ 12 0 μm和 5～ 10 μm) 2种微孔管均具有较高的清水通量 ,单位水头下高达 2 5 0L/m2 ·h。PE 4微孔管对活性污泥混合液的过滤性能略优于PE 1,初始膜通量的选择对二者的过滤性能影响很大 ,但污泥浓度的影响则不甚显著。对膜组件进行过滤 /曝气交替运行 ,可有效地清除膜组件表面的泥饼层 ,较好地保持膜过滤性能的稳定。分别改变过滤 /曝气运行周期和初始膜通量 ,考察了膜过滤性能的变化 ,发现交替运行周期在 0 5～ 3h ,初始膜通量在 6 0～ 14 0L/m2 ·h时 ,系统在连续运行过程中每一运行周期内的平均膜通量先经历了初始的下降阶段 ,然后基本稳定在 5 0～ 80L/m2 ·h的水平 ,但低的初始膜通量可以使平均膜通量表现得更为稳定。过滤 /曝气两用型膜 生物反应器用于处理生活污水 ,可获得与传统膜 生物反应器相似的出水水质 ,并且对冲击负荷具有较好的承受能力。大小 2种孔径的微孔管对污染物的去除效果没有明显差异     

厌氧膜-生物反应器中超声控制膜污染研究

研究了利用超声在线控制厌氧膜-生物反应器(MBR)膜污染发展的方法.结果表明,对于不使用超声而单纯采用水力控制的方法,当膜表面错流速度超过1.0 m/s时,可以有效控制膜污染的发展.对于利用超声控制膜污染,适于本试验系统的超声电功率范围在60～150 W之间.在150 W的电功率和0.75 m/s的错流速度下,利用超声可以有效控制厌氧MBR的膜污染发展,膜过滤阻力∑R可以稳定在5×1011 m-1左右一周以上,达到和单纯水力控制时,1.0 m/s以上的错流速度相当的污染控制效果.     

生物制剂对MBR中无纺布膜组件过滤性能的影响

研究了生物制剂对浸渍式膜生物反应器(submerged membrane bioreactor,SMBR)中聚丙烯无纺布(non-wov-en fabric,NWF)膜组件过滤性能的影响。结果表明,能减少膜组件表面附着污泥胞外聚合物(extra-cellular polymeric sub-stances,EPS)的含量及污泥的沉积,减缓膜通量的衰减速率和膜污染,无纺布膜组件的过滤性能得到明显改善,表现出一定的耐污染性。生物制剂能改善污泥的沉降性能,有效防止污泥膨胀;对MBR的COD去除率基本没有影响,但略微增大了处理水的浊度。     

MBR处理低浓度稠油废水

为解决稠油废水达标排放问题,构建了一套中试实验装置,以经过除油、浮选和过滤预处理的富含溶解性有机化合物、氮磷缺乏的低浓度难生化稠油废水为原水,进行了187 d的连续运行,结果表明,经过厌氧和好氧生物处理后,出水COD可降至80~100 mg/L以下,再经膜过滤后COD降至60~80 mg/L,加入少量的粉末活性炭进行吸附处理后,出水COD可稳定在50 mg/L以下;水力停留时间从72 h降至30 h时,出水COD基本无变化;气相色谱-质谱分析表明该系统容易去除的有机物为酮类、醇类等物质,而烷烃(C17~C25)和芳烃等为本工艺难降解物质,通过膜生物反应器工艺优化或选择专门降解菌如Acinetobacter spp.进行处理可进一步降低出水COD的浓度。     

浸没式超滤膜替代砂滤处理东江水的中试研究

针对传统饮用水处理工艺的升级改造问题,通过中试实验,系统考察浸没式超滤膜替代砂滤处理东江水的出水水质并研究高通量条件下的膜运行条件。结果表明,浸没式超滤膜出水浊度不受原水水质条件影响,均保持在0.1 NTU以下,与砂滤出水相比具有优势,但有机物去除率与砂滤相差不大。膜系统在高通量条件下运行时,过滤周期应作适当的缩短,采用合理的物理清洗来缓解膜污染,并辅助以有效的在线化学清洗可保证膜过滤的长期稳定运行。     

高效聚合氯化铝对超滤膜污染影响的中试研究

针对某水厂以超滤为核心的短流程水处理工艺,在通过聚氯乙烯(PVC)超滤膜之前选择不同投加量(5、10、15和20 mg/L)的高效聚合氯化铝(HPAC)对长江下游原水进行混凝处理。通过跨膜压差(TMP)增长趋势、CODMn的去除率以及混凝后的水质,可知HPAC的最优投加量为15 mg/L。在此投加量下,运用体积排阻色谱法分析原水、膜前水、膜后水中各相对分子质量有机物的变化,可以发现混凝去除有机物的效果要优于超滤截留的。继而将HPAC与另外4种常用混凝剂:硫酸铝(分析纯)、氯化铁(化学纯)、聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铁进行对比,结果表明,在它们各自最优投加量下,HPAC能够更有效地减缓超滤膜TMP的增长率,从而降低膜污染。因此,认为HPAC是与PVC超滤合金膜契合效果最佳的混凝剂。     

MBR在橡胶废水处理中的应用

橡胶废水具有含盐量高、色度高、有机污染成分含量高且难于生化降解等特点。膜生物反应器(MBR)技术的核心是生化处理加微滤膜过滤,通过将MBR技术应用于橡胶废水处理的实践表明,该技术对COD、氨氮、磷酸盐的平均去除率都达到了85%以上,再辅之以药剂处理后,降低了色度和难降解有机物含量,出水水质完全符合排放标准的要求,是一种解决橡胶污水处理难题的有效途径。     

微絮凝直接过滤-超滤组合工艺深度处理印染废水

采用微絮凝直接过滤作为超滤的预处理工艺，对印染废水二级出水进行深度处理。考察了微絮凝直接过滤一超滤组合工艺处理效果和不同预处理方式砂滤、微絮凝、微絮凝直接过滤对超滤膜污染影响。实验结果表明，微絮凝直接过滤-超滤组合工艺对浊度、色度和COD平均去除率为99．2％、87％和56％；出水水质能满足《城市杂用水水质标准》（GB／T18920—2002）；与其他预处理方式相比，微絮凝直接过滤能大大地减轻超滤膜的负荷，延缓膜的污染，微絮凝直接过滤是一较优预处理工艺。由于采用变孔隙滤料，该系统具有用药量省的优点。     

好氧颗粒污泥动态膜生物反应器工艺参数及运行性能

以一体式尼龙筛网动态膜生物反应器(DMBR)为研究体系,与好氧颗粒污泥相结合,形成新的好氧颗粒污泥动态膜生物反应器(AGDMBR),探讨了在新工艺条件下对COD、氨氮的去除,以及出水浊度的变化,与活性污泥动态膜生物反应器(DMBR)做比较,研究了进水流量、曝气量等工艺运行参数与膜污染之间的关系,并对系统中污泥的EPS进行分析。结论表明,AGDMBR系统对COD和NH4+-N的平均去除率分别为91%和95%,出水浊度为6 NTU,处理效果均优于DMBR系统;AGDMBR系统在运行过程中膜污染速度随进水流量的增大而加快;曝气量为125～150 L/h时,膜通量持续时间最长;AGDMBR系统比DMBR系统在膜污染的延缓上具有明显的优势。     

MBR净化受污染地表水的自然启动及稳定运行除污染特性

为了考察膜生物反应器(MBR)净化受污染地表水自然启动过程中功能菌群的成熟规律及碱度对MBR去除水中氨氮的影响,通过构建小试规模的MBR,考察了MBR处理受污染地表水的自然启动和稳定运行除污染特性。结果表明,MBR在自然启动过程中不会出现异养菌成熟的标志,系统对进水DOC、UV254和CODMn的平均去除率分别仅为(14.5±5.1)%、(12.6±5.6)%和(31.2±7.4)%,应考虑将其他工艺与MBR联用以提高系统的有机物去除能力。启动23天后,MBR中的亚硝化细菌成熟,NH3-N去除率达到80%以上;启动31 d后,MBR中的硝化细菌成熟,出水NO2--N稳定在0.05mg/L以下。碱度对MBR去除NH3-N效能影响较大,向进水中投加30 mg/L的NaHCO3能使MBR对NH3-N的去除率由(86.1±3.7)%提高至(98.0±1.6)%。在连续曝气、10 L/(m2.h)通量、每10 min反洗15 s运行模式下,MBR的膜污染较为严重,平均TMP增长速率为0.45 kPa/d,需进一步优化相关参数以实现MBR的长期稳定运行。     

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。     

气-水联合反冲洗膜污染防治技术研究

采用气水联合反冲洗技术,考察了气水比(Qg/Ql)、反冲洗周期及其对膜污染的防治效果。结果表明,气水联合反冲洗较单独气或水反冲洗效果好;在过滤周期20min,反冲洗时间1min,气水比1.5时,气水联合反冲洗能够恢复膜通量到膜清水通量的80%以上。此法可大幅度清除沉积在膜表面的泥饼层,恢复膜通量,维持膜过滤性能的稳定,是一种较为有效的膜污染防治技术。