中水回用中平板膜的污染机理分析

采用间歇式生物反应器，对模拟小区生活污水的人工配水进行了生物处理；然后，在操作压力为0．1MPa，搅拌速度为300r／min条件下，选用膜生物反应器中常用的聚醚砜（PES，切割分子量分别为2万、1万和5千）、聚丙烯腈（PAN，切割分子量为20万）、聚偏氟乙烯（PVDF，切割分子量为20万）超滤平板膜和聚醚砜（PES，孔径为0．1μm）、聚丙烯腈（PAN，孔径为0．1μm）、聚偏氟乙烯（PVDF，孔径为0．1μm）微滤平板膜在实验室用死端超滤器上分别对活性污泥悬浮液进行了过滤并探讨了和间歇式生物反应器组合在一起用于中水回用的效果，结果表明：每种组合处理后的出水水质为COD〈50mg／L，NH3-N〈10mg／L，SS为0mg／L，浊度为0NTU，都达到了中水回用的水质标准（CJ25．1．89），其中生物反应器分别与PES超滤膜（5千、1万、2万）和PAN（20万、0．1μm）膜组合时，对COD的去除率较高，但所有组合对NH3-N、TOC去除率及膜的渗透通量都相差不大。此外，根据恒压堵塞过滤定律对膜的污染机理进行的研究证实：对于微滤膜和PAN（20万）超滤膜而言，由滤饼过滤过渡到完全（标准）堵塞，再到滤饼过滤；但对于PVDF（20万）和PES（2万）超滤膜，则由标准堵塞过渡到完全堵塞，再到滤饼过滤；PES（5千、1万）超滤膜的污染机理相对简单，整个过程以滤饼过滤为主。     

平板膜污泥浓缩工艺操作条件的优化研究

为了解决传统污泥浓缩存在的问题,采用平板膜污泥浓缩(MST)工艺进行污泥浓缩,在浓缩污泥的同时实现中水回用.采用正交试验和层次分析法分析评价操作条件对MST工艺的影响.正交试验选择了膜通量、曝气量和抽停比3个操作条件.结果表明,针对污泥浓缩效果、出水水质和曝气量3个不同的考核指标,工艺具有不同的最佳操作条件;整个试验过程中出水浊度小于1,COD在30mg/L左右,氨氮小于5mg/L,基本满足城市杂用水水质标准.采用层次分析法选择出了MST工艺的最佳操作条件为:曝气量1.0 m3/h,膜通量18L/(m2·h),抽停比10min:2min.     

中水回用中平板膜的污染机理分析

采用间歇式生物反应器,对模拟小区生活污水的人工配水进行了生物处理;然后,在操作压力为0.1 MPa,搅拌速度为300 r/min条件下,选用膜生物反应器中常用的聚醚砜(PES,切割分子量分别为2万、1万和5千)、聚丙烯腈(PAN,切割分子量为20万)、聚偏氟乙烯(PVDF,切割分子量为20万)超滤平板膜和聚醚砜(PES,孔径为0.1μm)、聚丙烯腈(PAN,孔径为0.1μm)、聚偏氟乙烯(PVDF,孔径为0.1μm)微滤平板膜在实验室用死端超滤器上分别对活性污泥悬浮液进行了过滤并探讨了和间歇式生物反应器组合在一起用于中水回用的效果,结果表明:每种组合处理后的出水水质为COD＜50 mg/L,NH3-N＜10 mg/L,SS为0 mg/L,浊度为0 NTU,都达到了中水回用的水质标准(CJ25.1-89),其中生物反应器分别与PES超滤膜(5千、1万、2万)和PAN(20万、0.1μm)膜组合时,对COD的去除率较高,但所有组合对NH3-N、TOC去除率及膜的渗透通量都相差不大.此外,根据恒压堵塞过滤定律对膜的污染机理进行的研究证实:对于微滤膜和PAN(20万)超滤膜而言,由滤饼过滤过渡到完全(标准)堵塞,再到滤饼过滤;但对于PVDF(20万)和PES(2万)超滤膜,则由标准堵塞过渡到完全堵塞,再到滤饼过滤;PES(5千、1万)超滤膜的污染机理相对简单,整个过程以滤饼过滤为主.     

厌氧-好氧颗粒污泥SBR处理城市污水的中试研究

采用中试规模的厌氧-好氧交替式颗粒污泥SBR处理实际城市污水,研究了好氧颗粒污泥的培养过程、处理效果及颗粒污泥的特性。以絮状活性污泥为接种污泥,经过72 d的培养后,反应器内出现小粒径颗粒污泥。在随后的230 d运行实验中,通过调整曝气阶段的溶解氧浓度、排水体积交换率以及周期运行方式,使得反应器中颗粒污泥粒径和比例逐渐增加。在最佳工况运行条件下,反应器中污泥浓度为3 000～4 000 mg/L,SVI值为45～55 mL/g,对COD、氨氮、总氮和总磷的平均去除率分别为91.63%、74.02%、68.42%和96.41%,达到了同时脱氮除磷的效果。     

污泥与底泥烧结陶粒骨料的中试研究

建立了中试研究生产线,工艺流程包括干燥、粉磨、混合上料、成型、烧结和烟气处理等,在中试生产线上,对污泥(包括工业污泥(ISS)和生活污泥(DSS))与底泥烧结制备陶粒骨料的物料配比、烧结温度、添加剂等相关技术参数进行了系统研究。研究发现,ISS中CaO和磷的化合物含量较高,导致骨料的膨胀性能不佳,添加一定量的生活污水污泥(DSS)可改善骨料的膨胀性能。中试研究确定600～800级的陶粒骨料烧结的适宜工艺条件为:配比SS∶DSS∶RS=1∶4∶5～1∶5∶4或DSS∶RS=3∶7～5∶5,烧结温度1 140℃,烧结时间28 min环境安全性研究表明,在陶粒烧结过程中大部分重金属在烧结过程中被固定在陶粒中,重金属浸出率非常低,在使用过程中不会对环境产生危害。     

倒置A~2/O-MBR(平板膜)处理城市污水的中试研究

针对城市生活污水,研究了两点进水倒置A2/O-MBR(平板膜)系统(以下简称系统)对COD、NH+4-N、TN、TP、出水SS影响。结果表明,该系统对COD、NH+4-N具有较高的去除率,出水符合GB18918-2002中一级A标准;当混合液回流比为200%时,系统出水TN浓度小于15 mg/L;正常排泥后,系统对TP的去除率达83%左右;平板膜破损会导致出水SS、COD会受到影响。膜对COD、TP、SS有直接截留作用,由于系统出水几乎没有固体损失,可以精确控制污泥龄,有利于世代周期较长的硝化菌和反硝化菌生长;系统中的污泥浓度可以提高至15 000 mg/L,此时,即使进水量提高0.5倍,出水水质仍保持良好。     

城市污泥热解中试系统集成一体化研究及运行效果评估

为了促进城市污泥热解工艺的工程化应用,组建了污泥热解系统、热解产物分离回收利用系统、废气净化排放系统于一体较完整的热解中试装置,在实现污泥有效处置的同时也实现了高值能源回收利用。中试工况优化,较好工况为：热解时间30-40 min,热解终温450-500℃,在此条件下,干化污泥（含水率5%）减量率为50%;热值为33.8 MJ/kg的热解油产率为17.1%左右。通过对中试运行效果的评估,得出热解油和热解气两者能量或污泥炭自身能量可供干化污泥热解本身所需能量,从而为推动污水污泥热解工艺的工程化利用提供了支持。     

连续流好氧颗粒污泥技术处理低浓度市政污水的中试研究

基于河北省某污水处理厂原厌氧池构建了中试规模3 000 m³·d^-1 (I、II系列) 的微氧-好氧耦合沉淀一体式反应器,以低浓度市政污水为基质、接种活性污泥,成功在连续流模式下培育了好氧颗粒污泥,并研究了颗粒污泥的形貌、结构特性、污染物去除性能及微生物群落结构变化。结果表明：中试系统形成的颗粒污泥轮廓清晰、呈规则球形和椭球形,平均粒径由接种污泥的28.9 μm增至90.1 μm,其中粒径>100 μm的占47.8%,>200 μm的占9.4%;中试系统培养的颗粒污泥机械强度远高于接种污泥的;I、II系列平均出水NH₄⁺-N分别为1.3和1.0 mg·L⁻¹,平均出水TN分别为9.9和9.1 mg·L⁻¹,系统具有良好的脱氮效果。此外,高通量测序结果表明中试系统大量富集了好氧反硝化菌Methylophilaceae和Methylotenera,好氧反硝化途径可能在脱氮中起重要作用。本研究可为连续流好氧污泥工艺的升级改造,以及在现有污水处理厂工艺基础上发展高效低碳的连续流AGS工艺提供参考。     

CFD在平板膜MBR设计及运行优化中的研究

通过Ansys Fluent软件,结合CFD涉及的水力学参数,分别从膜流道平均流速、膜面平均湍流强度及剪切力分布对MBR反应池中的流场特征进行了分析,模拟和优化了平板膜组件的装填密度,并进行了膜面污泥沉降或然率分析。模拟结果显示,4种情景均呈现出膜面平均剪切力在处于反应池中部的膜元件较大,而靠近池壁的膜元件较小的特征。根据反应池流场模拟结果及膜面污泥沉降或然率得出,4种膜组件从劣到优依次为:净间距4 mm的膜组件< 净间距8 mm的膜组件< 净间距11 mm的膜组件< 净间距6 mm的膜组件,即装填密度可在原始规格的膜组件基础上增加40%。但4种情景曝气均匀性均不是特别理想,都存在着一定程度的膜面颗粒沉降。     

管式膜连续微滤装置处理回用城市污水的中试研究

就管式膜连续微滤装置对城市污水处理厂二沉池出水处理回用的可行性进行了中试研究 ,结果表明 ,该装置在运行压力为 0 .1 2～ 0 .1 5MPa ,反冲洗间隔为 1 8min时 ,吨水能耗仅为 0 .4 5kWh。此时对COD、浊度有较高的去除率 ,分别为 75 .71 %和 94 .4 9% ,对氨氮也有一定的去除效果 ,去除率为 4 0 .2 6 % ;处理后出水COD、氨氮、浊度均明显优于《生活杂用水水质标准》(CJ2 5 .1 89)中的相关规定。该装置成本低、操作简单 ,用于污水回用具有较高技术经济可行性     

浓缩消化一体化反应器处理污泥的试验研究

中温条件下,采用浓缩消化一体化反应器处理污泥,考察稳定运行阶段投配率、搅拌和容积负荷对反应器的运行效果的影响。研究结果表明,投配率在10%～20%之间,排泥的含水率有所降低,之后随着投配率的增加,排泥含水率急剧升高;投配率由10%至30%增加过程中,排泥有机物（VS）的去除率和产气量也呈上升的趋势,投配率由30%再增加时,VS的去除率和产气量急剧下降。搅拌对排泥的含水率影响较小,但能够提高VS去除率和产气量。随着进泥容积负荷的增大,反应器排泥含水率逐渐增大;随着容积负荷在一定范围内的增加, VS去除率也随之提高。     

ICSTD反应器处理污泥的启动试验研究

新型内循环污泥浓缩消化反应器（ICSTD）处理污泥的启动运行试验采用某污水处理厂二沉池好氧活性污泥进行驯化培养,使反应器正常启动运行。在日处理量为50 L/d,进泥含水率为99.23％～99.46％,进泥VS/TS为0.65～0.73,进泥COD为4 115～5 780 mg/L,反应器容积负荷为1.31 kg COD/(m³·d)时,排泥含水率在96.2％～97.3％,排泥VS/TS为0.48～0.57,COD去除率在95％以上,出水pH在6.6～7.1,且上清液澄清。试验结果表明： ICSTD反应器处理污泥的启动试验,采用直接培养污泥启动的方式培养厌氧污泥历时66 d,能较快地培养厌氧污泥且运行稳定,对污泥的浓缩消化起到较好的作用,同时对反应器后续运行的消化效果提供了一个良好的条件。     

SRT对MBR污泥性质的影响

以浸没式膜-生物反应器(SMBR)处理模拟赖氨酸废水为研究体系,考察SRT在10、20和40 d条件下,SMBR中的胞外聚合物(EPS)组分和含量、污泥沉降性能和污泥相对疏水性等污泥性质的变化及其对膜污染的影响。结果表明,随着SRT的延长,混合液中EPS总量呈递减趋势,TBEPS中蛋白质与多糖的比值呈上升趋势,污泥的沉降性能变差,相对疏水性增强;膜通量下降速率变大,膜污染加重。污泥性质与膜污染的相关性表明,膜污染与蛋白质和多糖的比值、污泥沉降性能和相对疏水性呈正相关关系,而与EPS呈负相关关系。     

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。     

浓缩脱水污泥水混凝预处理效果及混凝剂的选择

以白龙港污水处理厂浓缩脱水污泥水为处理对象,考察了聚合氯化铝(PAC)对污泥水颗粒物沉降特性和污染物去除效果的影响,比较了PAC、聚合氯化铁(PFC)、阳离子型聚丙烯酰胺(cPAM)和阴离子型聚丙烯酰胺(aPAM)对浓缩脱水污泥水的预处理效果.实验结果表明,PAC的投加可以去除颗粒态污染物和溶解态的磷,但其形成絮体粒径随PAC投加量增大而减小,导致污泥沉降性能恶化.因此,PAC不适合浓缩脱水污泥水的混凝预处理.与PAC相比,投加PFC、cPAM和aPAM均能有效去除颗粒态污染物,并改善污泥水沉降性能,其中cPAM的预处理效果最佳.     

平板陶瓷膜处理油田采出水运行控制优化及膜污染机理

陶瓷膜凭借其机械强度高、化学稳定性好等优点,近年来在油田采出水处理领域得到了广泛的应用。针对陶瓷膜处理油田采出水膜污染控制这一核心问题,采用小试实验与模型分析相结合的方法,深入开展了陶瓷膜处理系统运行控制优化的研究,结合微观表征,阐明了陶瓷膜处理油田采出水膜污染机理。结果表明,陶瓷膜处理油田采出水最佳运行控制工况为：初始膜通量80 L·(m²·h)⁻¹,过滤时间10 min,反冲洗时间30 s,曝气强度3 L·min⁻¹;此条件下陶瓷膜可保持平均膜通量27.82 L·(m²·h)⁻¹。原水和污染层的表征结果表明,胺类或酰胺类、烃类、羧酸类、芳香族、醇类等有机物化合物是造成陶瓷膜污染的主要有机物,Si、Fe、Ca、Mg、Ba等无机盐离子也是膜污染的重要组成部分;过滤过程中膜孔内阻力和凝胶层阻力对陶瓷膜膜污染形成起主导作用。     

错流式动态膜-生物反应器中污泥活性的研究

应用错流式动态膜-生物反应器(CDMBR)对己内酰胺废水进行了180 d的实验,实验过程中测定反应器的膜出水和上清液的水质,并对污泥进行了耗氧呼吸速率测定.结果表明,上清液COD一直保持在100mg/L以下,而膜出水的则保持在50 mg/L以下,膜对上清液的COD去除率达50%,而对氮的去除没有贡献.可溶性细胞产物(SMP)在反应器内容易积累,停留足够的时间后能被生物降解.通过投加抑制剂测定耗氧呼吸速率,发现异养菌、硝化细菌和亚硝化细菌的活性由于F/M的降低和SMP积累受到一定的抑制,但不影响系统的处理效率.跨膜压力、膜面流速越大,通量衰减得也就越快.