膜生物反应器处理垃圾渗滤液研究综述

传统生物处理工艺对垃圾渗滤液,特别是老龄化垃圾渗滤液处理效果差,而膜生物反应器(MBR)在这方面显现出巨大优势。MBR通过截留微生物保持高生物量浓度,只需较短的水力停留时间,并可承受较大有机负荷率,能有效去除有机物及微污染物,对氨氮的去除率达90%以上。优化条件下,对老龄垃圾渗滤液中COD的去除率达75%以上。虽然MBR性能稳定,但较短的水力停留时间和高浓度的氨氮对反应器有不良影响,并且较大的污泥龄也会降低反应器的性能。然而厌氧MBR和改进型活性炭粉末MBR在垃圾渗滤液的治理中表现出了巨大的潜力。     

大容量制氮装置在FPSO惰气系统上的应用研究

FPSO作为海洋石油开采的核心设施,为自身和周围钻采平台提供能源,将生产平台产出的油气水混合体进行处理,将合格的原油存储在储油舱内,合格原油存储在储油舱内达到外输的需求后,由外输系统将合格的原油输送到穿梭油轮上进行外贸交易,在外输过程中随着原油的减少,油舱内的压力会减少甚至成负压,为了解决此问题,FPSO上都安装有惰气发生器,使之产生惰气用来填补原油舱的压力,封舱用的惰气均采用燃烧和锅炉尾气补燃方式来获取惰气,为了满足封舱的要求需净化,降温后使用,消耗的一次能源为柴油和天然气,二次能源为电能。本研究意图将大容量制氮装置应用在FPSO上取代现在的惰气发生装置,在外输时利用干净、常温的合格氮气作为大仓的覆盖气体。     

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。     

电催化氧化法处理阳离子染料废水的试验研究

以结晶紫作为阳离子染料,采用电催化氧化法对阳离子染料溶液进行了电解脱色处理试验,研究了电流密度、电解质种类、电解质浓度、pH值等对该溶液脱色率的影响,测定了电解时溶液中生成的余氯浓度和溶液的紫外-可见吸收光谱曲线,并对不同电解时间的溶液的吸光度进行了归一化计算。结果表明:随着电解时间的延长,水溶液中活性氯浓度不断上升,经一定时间后达到最大值;在电催化和活性氯的协同作用下,阳离子染料结晶紫分子中的大π共轭体系被破坏、苯环结构基本瓦解,溶液快速脱色;在电流密度为5.1mA/cm2、NaCl浓度为4g/L、pH值为9.41的条件下,初始浓度为100mg/L的结晶紫溶液经过20min的电解,其脱色率可高达98.31%。     

膜生物反应器中进水组成对膜污染的影响

研究了膜生物反应器中进水组成对膜污染的影响. 结果表明, 相对于正常组成来说进水中限氮或限磷引起的膜污染程度更重, 尤以进水中限氮时更为严重. 系统缺氮或缺磷时, 污泥絮体的相对憎水性和膜的憎水性增加, 使得膜和污泥之间的憎水相互作用增强, 加速了污染物在膜表面的沉积和/或吸附. 另外, 进水中限氮或限磷时, 污泥中丝状菌的数量增加, 把颗粒污泥捆扎、束缚在其立体网状结构中, 滤层结构更加致密, 孔隙度减小, 增加了膜污染阻力; 丝状菌的作用还在于它们能够将污染物牢牢地缠绕、固定在膜表面, 加强了膜表面污染物抵御曝气的水力冲刷作用的能力, 从而也加速了膜污染.     

超滤处理洗涤污水循环利用的中试研究

采用不同材质国产超滤膜聚丙烯（PP）、聚丙烯腈（PAN）和聚砜（PS）,进行了洗涤污水处理循环利用的现场中试研究.结合超滤工艺出水水质和膜污染分析,3种膜材质中PAN膜较优,有效去除了水中浊度、悬浮物、油脂等污染物,一定程度保留了游离阴离子表面活性剂（LAS）,长期循环洗涤对衣物的白度无不良影响.根据相关性分析,超滤出水较高COD值很大程度上是由水中LAS引起的.超滤膜对细菌、大肠菌群的去除率较低,出水通过紫外消毒,当紫外线密度≥3?750 J/m²时,微生物水平能够达到国家饮用水水质标准.根据不同水力反冲洗条件下膜渗透通量和净产水量比较,PAN膜最佳水力反冲洗条件为0.5 h反冲洗2 min.长期运行时超滤膜化学清洗方法采用碱洗法方便有效.     

动态膜-生物反应器中新型预涂剂的抗污染特性研究

对动态膜技术中的预涂剂进行了拓展研究,通过聚乙烯醇(PVA)与戊二醛(GA)的乳化交联制备新型预涂剂——PVA微球,分析交联反应机理,并通过PVA微球对产生膜污染主要物质EPS的吸附实验分析其抗污染特性.结果表明,乳化交联过程中主要发生的是半缩醛反应,PVA胶团的羟基数量实质上没有大量减少,PVA微球仍然保持良好的亲水性能,而且其表面呈现的电负性能够对活性污泥絮体产生静电排斥作用, PVA微球对活性污泥中蛋白质和多糖的吸附率稳定且较低,分别为0 .543 mg·g^-1和0 .694 mg·g^-1,从微观上延缓了膜污染.预涂液中微球的粒径在1 .14 μm左右,其不同浓度的Zeta电位都小于-39 mV,具有良好的稳定性,能够快速稳定地沉积在多孔底膜的表面和孔道内壁上,试验中采用SEM分析了PVA微球及其在工业滤布内部纤维丝上形成动态膜的表观形貌.     

好氧颗粒污泥膜生物反应器污泥性状研究

采用厌氧-好氧运行方式的颗粒污泥膜生物反应器（GMBR）,连续运行近120　d表现出良好的有机物去除及同步硝化反硝化能力.对GMBR中污泥粒径分布变化研究表明,GMBR中污泥浓度的增加主要是由于粒径0.18～0.45　mm的小颗粒污泥及小于0.18　mm的絮状污泥的增加造成的,粒径大于0.45　mm的颗粒污泥能够基本稳定维持其颗粒形态,反应器运行末期,GMBR中颗粒污泥（粒径大于0.18　mm的污泥）含量稳定在污泥总量的60％～65％以上.污泥表面电荷量随着污泥组成形态的变化电负性逐渐增加,80　d后稳定在-0.42～-0.80　meq·g^-1之间.污泥表面电荷的负电性增加主要是由小于0.45　mm的污泥造成的,其中小于0.18　mm的絮状污泥对其影响最大.并且,污泥粒径越大污泥表面负电荷量越少,两者具有较好的线性关系.另外,GMBR中SVI稳定在60～90 mL/g之间,并且随着污泥表面电荷负电性的增加污泥SVI值增加,两者之间具有一定的相关性.     

荷电超滤膜对天然有机物去除及膜污染行为的影响

以Aldrich 腐殖酸溶液为水样,研究比较了溶液环境(pH值、离子强度和钙离子)对荷电改性再生纤维素超滤膜和传统中性未改性再生纤维素超滤膜过滤过程的影响.结果表明, ①pH值主要通过质子化作用影响荷电膜以及腐殖酸分子的荷电量,进而影响荷电超滤过程.溶液pH值从7.5下降到3.5时,荷电超滤膜对腐殖酸的截留率从92%减少到79%,超滤4 h时,膜通量下降从26%增加到36%.②离子强度的改变是通过影响腐殖酸分子的物化性质和静电屏蔽作用来影响超滤过程的.当溶液离子强度为0、 3和100 mmol/L时,初始截留率依次降低,分别为92%、 87%和48%,超滤4 h时,荷电超滤膜的通量下降依次增加,分别为26%、 35%和63%.③Ca2+浓度的影响,需要综合考虑静电屏蔽作用、Ca2+的架桥作用以及滤饼层的压实性等各方面的影响.④pH值、离子强度和钙离子对中性超滤膜过滤行为的影响趋势与荷电超滤膜相似,但其影响程度有着较大的差别.研究结果对荷电超滤膜技术在实际应用中选择合适环境条件提供了参考.     

臭氧/混凝预处理工艺降低膜污染的研究

采用臭氧和混凝工艺分别处理黄浦江原水后进行MF膜过滤试验,考察2种预处理工艺对有机物的作用,进而考察其对MF膜过滤特性的影响.结果表明,2种预处理工艺都存在一个使膜污染下降率达到最大的最佳投药量.2种预处理工艺中,混凝降低膜污染的效果要好于臭氧,这主要与2种预处理工艺所去除的有机物性质有关.黄浦江水中有机物相对分子质量主要集中在3×103～5×103范围内,膜化学清洗液的分析表明造成膜污染的有机物相对分子质量主要集中在4.5×103附近,臭氧对相对分子质量在3×103附近的有机物去除效果较好,而混凝主要去除5×103附近的较大相对分子质量的有机物,因而混凝对这部分污染膜物质的去除效果要好于臭氧,从而有效降低了膜污染.