膜生物反应器最新研究及纯氧曝气在污水处理中的应用分析

近年来,由于随着水资源日益匮乏和污水排放标准的提高,使得膜生物反应器(MBR)受到了广泛的关注。文章对MBR的主要类型和特点进行了简要介绍,并对膜性质、膜组件、MBR工艺和膜污染的最新研究进行了较为细致的分析,并在曝气方面对纯氧曝气与空气曝气进行了对比,在此基础上指出了今后纯氧曝气与MBR工艺相结合的研究趋势。     

颗粒活性炭对膜生物反应器脱氮性能的影响

为了考察投加颗粒活性炭(GAC)对膜生物反应器(MBR)运行过程和处理效果的影响,研究了MBR和GAC-MBR透膜压差、膜通量的变化情况和脱氮性能,并采用ASM1模型对2个反应器进行数学模拟.结果表明,MBR和GAC-MBR的运行周期分别为75,150h,说明GAC的加入能够显著减缓MBR膜污染的速度,延长MBR的运行周期.MBR和GAC-MBR氨氮浓度分别为0.5,6mg/L;硝氮浓度分别为4.5,2mg/L;总氮浓度分别为5,10mg/L,出水COD均低于20mg/L,出水能符合《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 18918-2002)》中的一级A标准.采用ASM1进行工艺数学模拟,模拟出水与实际测量值基本吻合,2个反应器中主要微生物为异养菌和氨氧化菌,异养菌在MBR和GAC-MBR中的质量分数分别为95.5%和97.7%;好氧氨氧化菌分别为4.4%和2.3%,说明投加颗粒活性炭能有效的缓解膜污染,并对污染物具有良好的处理效果.     

CASS工艺在某县城市污水处理厂应用实例研究

某县污水厂规模1.8万m3/d,采用CASS工艺进行城市污水处理,通过对污水曝气时间、污泥回流比、DO浓度、MLSS等条件进行控制,出水水质满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级B排放标准要求,工艺对该污水具有较好的适应性.与其他CASS工艺运行情况相比,该厂CASS工艺设定曝气时间长,能耗高,宜根据水质水量的变化,调节设备运行台数及曝气时间,实现能耗的降低.     

曝气强度对膜生物反应器处理石化废水工艺运行特征的影响

采用膜生物反应器(Membrane Bioreactor,MBR)处理石化废水,研究曝气强度分别为1.50,3.00 m3/(m2·h)的条件下,MBR对石化废水中主要污染物的去除特征、跨膜压差(Trans Membrane Pressure,TMP)和混合液性质的变化特征。结果表明:在两种曝气强度条件下MBR对COD、NH+4-N及挥发酚等污染物的平均去除率分别为80.74%、80.23%、96.79%和97.55%、99.34%、98.84%,即在不同曝气条件下,曝气强度的变化对MBR的污染物去除性能无显著影响。但随着曝气强度由1.50 m3/(m2·h)增加到3.00 m3/(m2·h),MBR达到设定的最大跨膜压差(TMPMax=25k Pa)的运行时间由11.8 d增加到31.4 d,TMP上升速率降低。通过活性污泥颗粒粒径分析发现:增加曝气强度后,对膜污染影响显著的活性污泥颗粒粒径范围(0~2μm)所占体积比由2.10%减小到1.78%;并且混合液中溶解性微生物产物(soluble microbial product,SMP)和胞外聚合物(extracellular polymeric substance,EPS)质量浓度分别由24.07 mg/L和15.66 mg/g减小到15.14 mg/L和9.81 mg/g,从而降低了膜污染速率。     

深井曝气工艺处理市政污水的运行研究

黄岛污水处理厂二期工程采用深井曝气工艺,处理规模4×10~4m~3/d,生化段由三口3.2m×92m的深井组成,泥水分离段采用悬浮澄清池,利用气浮原理实现泥水分离,分离效果好。处理后出水稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的一级A标准。根据运行经验总结了深井曝气工艺的优缺点及运行注意事项。     

一种用于生态休闲旅游度假地区的农村生活污水与餐饮废水处理系统

采用A2/O+MBR为主的处理工艺,对于江苏省某生态休闲旅游度假区农村生活污水与餐饮废水进行处理。系统设计处理规模200 m3/d,包括格栅、隔油、调节、A2/O与MBR等处理单元。运行效果表明,该系统出水可达GB 18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准,出水经消毒后可回用作杂用水,为类似区域的生活污水处理提供了良好的示范。     

一体式射流曝气膜生物反应器

膜生物反应器(membrane bio-reactor,MBR)是一种新型高效的水处理技术,具有传统方法不及的许多优点,能够满足目前国际上最严格的污水排放标准,具有很好的应用前景。常见的MBR有一体式和分离式两种构型,两者各有优缺点。高能耗、膜污染是影响MBR工艺推广应用的主要障碍。文章从曝气方式的改进上提出了研发一体式射流曝气膜生物反应器。     

ABR耦合间歇曝气MBR工艺处理生活污水研究

为降低膜生物反应器(MBR)运行能耗和延缓膜污染,以厌氧折流板反应器(ABR)-MBR工艺处理生活污水为例,采用间歇曝气和添加颗粒填料两种方式对工艺脱氮除磷运行条件和膜污染问题进行研究.结果表明,增大间歇曝气时间有利于提高氮磷的去除效果,对COD、NH4+-N、TN和TP的平均去除率分别为91%、95%、84%和92%(工况4),而添加颗粒填料对氮磷的去除没有显著影响.双重好氧-缺氧交替环境强化了工艺对磷的去除.添加颗粒填料比间歇曝气更能有效延缓膜污染,同时改变了膜污染的形成过程,膜内部污染物含量显著增多,与泥饼层相比,多糖成为了膜污染的主要因素,不会对膜组件本身构成危害,增强了MBR反应器的实际应用性能.     

气浮、A/O生物脱氮工艺在处理焦化污水中的应用

焦化厂污水中含有大量油类、酚氰和氨氮等污染物。介绍采用气浮、A/O（厌氧/好氧）生物脱氮工艺处理焦化厂酚氰污水的流程,各阶段的设计、运行参数。设计处理能力为65 m3/h。目前系统运行稳定,出水各项指标达到国家GB 8978—1996《污水综合排放标准》中二级排放标准。     

间歇时间对SBBR/BAF除磷影响

研究间歇曝气/曝气生物滤池脱氮除磷效果,确定其最佳间歇时间,为该种形式的曝气生物滤池高效运行提供依据。试验采用序批式曝气生物滤池SBBR和传统曝气生物滤池BAF串联运行的方式,序批式曝气生物滤池(一级滤柱)曝气时间与停曝气时间比为2h/1h、3h/2h和4h/3h下运行。试验结果表明:曝气与停曝气间歇时间在3h/2h运行时,除磷效果好,TP去除率为86.9%,出水TP平均浓度为0.92mg/L,COD去除率为88.42%,出水平均浓度30mg/L,均达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级标准。采用SBBR-BAF工艺能同时达到脱氮除磷的效果,且系统在间歇时间为3h/2h下运行时,处理污水效能最大。     

某污水处理厂MBR膜系统新增组器运行效果分析

膜生物反应器（MBR）技术由于其占地面积小、出水水质好、生物量大、产泥率低等优点在水处理行业被广泛应用。自2010年以来,我国MBR投运水厂数量呈快速上升趋势。如今,早期投运水厂MBR产品性能衰减严重或已达使用年限,无法继续满足处理水量的要求,陆续出现新增膜组器以及更换膜组器的需求。以某水厂新增组器项目为例,评价新增膜组器后,原膜组器与新膜组器的运行情况,并对组器性能差异产生的系统运行影响进行分析。结果表明:新增膜组器在通量20.8 L/（m2·h）、曝气强度70 Nm3/（m2·h）、气水比6条件下稳定运行160 d,膜比通量衰减约30%,体现出较好的运行性能。同时,新组器吹扫能耗低于原组器,起到节能降耗的作用。此外,在回流量无法提高的前提下,新组器的高通量运行可能会导致廊道污泥浓度分布不均,回流端污泥浓缩显著。受产水管压力损失影响,廊道各组器产水量的差异性会导致各组器污染程度不同。     

新型曝气系统用于MBR一体化设备试验

对MBR一体化中试设备中的MBR膜组件曝气系统和运行条件进行改进以及优化,并将其与常规MBR曝气系统及运行方式进行中试对比。试验结果表明:MBR中试设备采用新型MBR曝气系统及运行方式运行时,与常规MBR曝气系统及运行方式相比,其气水比可降低约20%,反洗周期至少可以延长1.2倍以上,但是对提高膜通量作用较小。采用新型MBR曝气系统及运行方式较常规MBR曝气系统的运行能耗可减少约14%左右。     

五孔支撑纤维膜在MBR运行中的特性研究

实验室自行研发的PVDF/PMMA/TPU共混体系的五孔支撑膜具有高强度耐冲击的特点,在一定程度上改善了传统中空纤维膜的断丝情况。将选择典型的、具有代表性的MBR工艺流程,采用自主研发的五孔膜制成帘式组件,用于处理经水解酸化后的印染废水。实验讨论了水力停留时间,曝气强度和污泥浓度对于出水水质的影响,最后确定最优的操作条件为:MBR的水力停留时间为20 h,曝气强度为2.45 m/m.h,污泥浓度为4 500 mg/L。     

MBR工艺在污水处理厂提标扩建工程中的应用与优化建议

丹江口某污水处理厂提标扩建工程设计规模为3.0×104 m3/d,出水水质主要指标执行GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅳ类,其中ρ(TN)≤15 mg/L。二级处理单元采用A2/O+MBR工艺,处理效果良好,达到设计目标。结合本工程MBR膜池及设备间的设计,介绍了BIM(建筑信息模型)技术在MBR工艺设计中的应用,并根据分析结果对设计中潜在的问题给出优化建议。同时,针对现场实际运行中暴露的问题提出解决方法,如设备布置与起吊、污泥沉降与曝气、回流泵的汽蚀防护等,为其他类似工程提供参考。     

Control of membrane fouling during hyperhaline municipal wastewater treatment using a pilot-scale anoxic/aerobic-membrane bioreactor system

Membrane fouling limits the effects of long-term stable operation of membrane bioreactor (MBR). Control of membrane fouling can extend the membrane life and reduce water treatment cost effectively. A pilot scale anoxic/aerobic-membrane bioreactor (A/O-MBR, 40 L/hr) was used to treat the hyperhaline municipal sewage from a processing zone of Tianjin, China. Impact factors including mixed liquid sludge suspension (MLSS), sludge viscosity (μup), microorganisms, extracellular polymeric substances (EPS), aeration intensity and suction/suspended time on membrane fouling and pollution control were studied. The relationships among various factors associated with membrane fouling were analyzed. Results showed that there was a positive correlation among MLSS, sludge viscosity and trans-membrane pressure (TMP). Considering water treatment efficiency and stable operation of the membrane module, MLSS of 5 g/L was suggested for the process. There was a same trend among EPS, sludge viscosity and TMP. Numbers and species of microorganisms affected membrane fouling. Either too high or too low aeration intensity was not conducive to membrane fouling control. Aeration intensity of 1.0 m³/hr (gas/water ratio of 25:1) is suggested for the process. A long suction time caused a rapid increase in membrane resistance. However, long suspended time cannot prevent the increase of membrane resistance effectively even though a suspended time was necessary for scale off particles from the membrane surface. The suction/suspended time of 12 min/3 min was selected for the process. The interaction of various environmental factors and operation conditions must be considered synthetically.     

PAC强化MBR工艺处理效果的研究进展

膜生物反应器（MBR）是将膜分离技术与活性污泥法相结合而形成的废水处理工艺。由于MBR具有较高的去除率使其被广泛地应用于废水处理中,但是膜堵塞和膜污染问题依旧是阻碍MBR工艺进一步推广的主要原因。颗粒活性炭（PAC）具有高的比表面积,其较强的吸附能力可有效地缓解MBR工艺运行过程中膜堵塞和膜污染问题。通过总结近年来对膜碳生物反应器（PAC-MBR）的研究进展,分析了影响MBR工艺的影响因素（pH、HRT、SRT、曝气量、SS）,综述了PAC-MBR联合工艺对废水中氨氮、BOD₅、COD、TC、TN、浊度的处理效果。     

好氧颗粒污泥膜生物反应器的运行特性

以人工合成模拟废水对好氧颗粒污泥膜生物反应器(MBR)的运行特性和膜污染进行了研究.结果表明:在HRT为6h,溶氧浓度为4～6mg.L^-1,COD的容积负荷为7.24kg·(m³·d)^-1的条件下,COD的去除率可达96%以上.当NH₃-N的容积负荷为0.17kg·(m³·d)^-1时,NH₃-N的去除率可达60%.COD/N比的变化,对好氧颗粒污泥MBR的COD及NH₃-N去除率基本没有影响.稳定运行过程时,MBR中好氧颗粒污泥浓度(MLSS)基本维持在14～16mg·L^-1.较高的污泥浓度和颗粒污泥内部缺氧和厌氧环境的存在,使MBR中硝化和反硝化过程能同时存在.同时,比较了2种不同形态的活性污泥(颗粒污泥和絮状污泥)在MBR运行过程中膜通量的变化趋势,结果表明,颗粒污泥MBR膜通量的下降速度明显比絮状污泥MBR的下降速度慢很多,且通过空气反冲或用水清洗即可使通量基本恢复.     

平板膜-生物反应器工程化应用研究

为了加快平板膜-生物反应器的工程化应用步伐,以上海白龙港水质净化厂400 t/d的示范工程为依托,对平板膜-生物反应器的污染物去除效果、膜污染情况和清洗效果等进行了研究。平板膜-生物反应器的出水COD在20 mg/L左右,浊度小于5 NTU,氨氮小于5 mg/L,基本满足杂用水水质标准（GB/T18920-2002）,可以回用作厂区内冲厕和绿化用水等。正交实验结果表明,对在线清洗效果影响较大的因素是曝气量和清洗点的跨膜压力,影响较小的是清洗时间;跨膜压力为45 kPa,停抽时间为2 h,曝气量为100 m3/h为在线清洗的最佳操作条件。     

Membrane bioreactor process of organic wastewater from brassylic acid manufacturing plant

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅｂｒａｓｓｙｌｉｃａｃｉｄｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｗａｓｔｅｗａｔｅｒｃｏｎｔａｉｎｓｈｉｇｈｃｈｅｍｉｃａｌｏｘｙｇｅｎｄｅｍａｎｄ(ＣＯＤ)ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ3000—12000ｍｇ/ＬａｎｄｉｔｓＢＯＤ5/ＣＯＤｉｓａｍｏｎｇ04—05Ｍｅａｎｗｈｉｌｅｔｈｅｗａｓｔｅｗａｔｅｒｃｏｎｔａｉｎｓｈｉｇｈｓｕｌｐｈａｔｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎａｂｏｕｔ13000ｍｇ/ＬａｎｄｉｔｓｐＨｖａｌｕｅｉｓｏｎｌｙ1—2Ａｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｍｐａｎｙａｐｐｌｉｅｄｎｅｕｔｒａｌｉ…     

一种曝气过滤元件的特性研究

针对膜生物反应器面临的膜污染问题,开发一种新型的曝气过滤元件,该元件一方面可恢复元件污染造成的通量的下降,另一方面可有效补偿微生物反应过程中对氧的需求.在清水、高岭土配水、活性污泥3种条件下研究了该元件的过滤通量的特性,得出该元件在清水和高岭土配水条件下具有大通量特性,并分析了在活性污泥条件下失去大通量的原因.确定了元件2的优化实验条件:压力0.15 MPa,元件过滤表面冲刷速率9.26 m/s,曝气强度18 m3/(h*m2),运行时间70 min,曝气时间5 min.曝气反冲前后过滤通量的变化情况初步表明了气体反冲对过滤通量的恢复效果显著.