内置转盘式PVDF膜生物反应器污水处理的试验研究

对内置转盘式PVDF膜生物反应器(SRMBR)处理污水工艺及膜清洗进行了研究.SRMBR处理污水可以长期稳定运行,在实验模拟污水COD为180～368 mg/L时,出水COD在运行1d后稳定在20 mg/L以内,COD去除率>93%.增大转盘式平板膜组件转速可以增大SRMBR的平衡水通量,转速从15 r/min增大到25 r/min,平衡水通量从42.5 L/(m2·h)增大到47.5L/(m2·h).在一定自吸泵停抽时间内(0～1 min),延长停抽时间有利于减缓膜污染、提高平衡水通量.对污染的膜进行水洗、水洗 碱洗、水洗 碱洗 酸洗,3种清洗方式分别使膜平衡水通量恢复至新膜平衡水通量的48.4%、83.5%、90.2%.     

MBR的临界膜通量及其影响研究

采用通量阶梯式递增法测定了MBR的临界膜通量,研究了膜面气液两相流流速对临界膜通量影响,并考察次临界膜通量下MBR处理垃圾渗滤液的运行特性。试验结果表明,膜面气液两相流流速对临界膜通量影响较大,膜面气液两相流流速由0.9 m/s增至1.8 m/s,临界膜通量由12～14 L/(m2·h)增加至16～18 L/(m2·h),两者呈显著正相关关系,相关系数为0.997。次临界膜通量下运行时,膜污染包括不可逆污染和可逆污染2个阶段：不可逆污染阶段以凝胶层污染为主,占总量的72%,而可逆污染阶段以滤饼层形成的阻力为主,占总阻力的68.5%。     

厌氧膜生物反应器处理酒厂废水运行特性研究

在一体式平板厌氧膜生物反应器处理酒厂废水的试验中,研究了污染物的去除效果和平板膜组件的运行、污染情况.试验结果表明,COD容积负荷为3～7 kg/(m3·d)、水力停留时间(HRT)为16 h时,平均COD去除率达94.2%;在膜通量为4.6 L/(m2·h)、上升流速为2.5 m/h的条件下,平板膜组件能够连续运行18～20 d;在该试验中临界通量和临界上升流速分别为10～15 L/(m2·h)和5.0m/h,平板膜组件应该在这两个临界值之下运行.膜过滤阻力分析测试结果表明,泥饼层阻力是总阻力的最大组成部分.     

PVDF/PMMA与PVDF/TPU共混膜抗污染性能研究及应用

观察新型五孔PVDF共混改性纤维膜SEM形貌特征,采用逐级通量法测定PVDF/PMMA和PVDF/TPU共混改性膜的临界通量,研究在次临界和超临界通量下A(PVDF/PMMA)与B(PVDF/TPU)2种管式膜组件的过滤和抗污染性能,并在次临界通量下处理地表水。结果表明,PVDF共混改性膜具有优良的微观结构,且膜B性能较好;膜A、B的临界通量分别为12 L/(m2.h)和10 L/(m2.h);膜组件B比膜组件A抗污染性能好。次临界通量下膜组件的运行比超临界通量下的稳定。与采用单独超滤处理某市地表水相比,2种膜组件采用混凝+超滤工艺的运行处理效果更好,且膜组件B比膜组件A处理效果佳。     

强化混凝-平板折转错流超滤工艺处理脱墨废水

采用强化混凝-平板折转错流膜分离技术对脱墨废水的二级生化出水进行了深度处理中试研究,从运行方式、超滤膜种类、清洗方式、长期运行稳定性等方面评估了工艺适用性。结果表明,间歇运行方式可有效降低滤饼层阻力(R_c)和浓差极化阻力(R_g),缓解膜污染,提高水通量和出水水质。亲水性强、截留分子质量(30 kDa)较大的聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜可以延缓膜污染,提高产水率和出水水质;比截留分子质量(8 kDa)较小的PES膜更适宜脱墨废水二级生化出水的处理。正反同步冲洗可有效清洗膜表面及膜孔内部,显著降低滤饼层阻力(R_c)、孔堵阻力(R_f)、浓差极化阻力(R_g),且可避免反冲洗损伤膜表面功能层。在跨膜压差为0.025 MPa、聚合氯化铝投加量为2 g·L⁻¹条件下,采用停歇2 min、运行8 min操作方式,PVDF超滤膜可在膜通量为80 L·(m²·h)⁻¹以上连续运行50 h,COD、浊度、色度的平均去除率分别可达79.1%、99.9%和99.4%,满足我国《工业用水水质标准》(GB/T 19923-2005)中循环冷却水系统补水要求,且清洗后水通量可恢复95%以上,表明该技术具有深度处理脱墨废水的应用潜力。     

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.     

印染废水回用微滤膜污染控制研究

采用PVDF中空纤维微滤膜处理某纺织印染厂二级生化出水,研究了膜污染控制及清洗方法。结果表明,合理的膜通量是控制膜污染、保证膜寿命的关键,采用31 L/(m2.h)左右的通量有助于膜污染的控制。氢氧化钠与次氯酸钠可分别用于日常维护清洗与恢复清洗,通过循环正洗不仅能满足清洗要求,且药剂使用量也小于反洗方法,每吨产水清洗用碱费用仅0.06元。化学清洗后再水力正洗,能进一步提高清洗效果。     

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。     

电絮凝延缓陶瓷微滤膜污染

为提高陶瓷微滤膜净化微污染水源水时的产水量,采用电絮凝预处理工艺延缓陶瓷膜的污染。研究了电流密度、进水流量以及跨膜压差对组合工艺产水量的影响,结果显示,较之原水直接微滤,电絮凝预处理后膜产水量得到提升。其最佳运行参数为:电流密度1.5 m A/cm2,进水流量3 L/min,跨膜压差0.15 MPa。同时,比较了碱型、氧化型和配位型药剂清洗对膜污染的影响,结果表明,先用氧化型药剂清洗,再用配位型药剂清洗的方式膜通量恢复值最高。     

FO深度处理垃圾焚烧厂渗滤液的运行效能及膜污染特性

针对垃圾焚烧厂渗滤液负压原位碱度脱氨出水中COD和氨氮浓度无法满足现行排放标准的问题,采用正渗透 (FO) 对出水进行进一步处理;探究膜朝向、汲取液浓度和错流速率对正渗透运行性能的影响,确定最佳运行参数;通过FO连续运行实验,确定正渗透连续运行下的膜清洗方案;采用三维荧光 (EEM) 结合平行因子分析方法 (PARAFAC) 对膜污染物质和特性进行分析。结果表明：活性层朝向汲取液 (AL-DS) 与活性层朝向原料液 (AL-FS) 模式相比,可以取得更高的初始通量,但膜通量下降速率更快,且具有更强的膜污染,物理清洗恢复率更低;而AL-FS的膜通量更稳定,且具有较低的膜污染趋势;汲取液浓度为2 mol·L⁻¹时,初始通量为14.81 L·(m²·h)⁻¹,运行10.5 h后,脱氨出水的浓缩倍数为10倍,出水水质可以达到排放标准;物理清洗后,通量恢复率为90%,膜污染程度较轻;提高错流速率至8 cm·s⁻¹可以减缓膜污染,而进一步提高错流速率对膜通量并没有明显的促进作用;连续运行实验结果证明将物理清洗与化学清洗相结合以实现高效的正渗透操作是可行的;膜污染主要成分为色氨酸类物质、腐殖质类物质和富里酸类物质,膜污染贡献大小为色氨酸类物质>富里酸类物质>腐殖质类物质。由此可知,采用FO深度处理垃圾焚烧厂渗滤液负压原位碱度脱氨出水,可以使出水达到排放标准,并且在FO运行过程中,通过选取合适的运行措施可以适当减缓膜污染,确保FO稳定运行。该研究结果可为FO处理垃圾焚烧厂渗滤液工业化规模提供理论基础和应用参考。     

混凝对正渗透过程中抗生素去除特性及膜污染的影响

为探明混凝预处理对正渗透去除抗生素的影响以及混凝对后续膜处理的影响,选用PAC、FeCl₃、Al₂(SO₄)₃对正渗透原料液进行混凝预处理,考察了混凝预处理对正渗透水通量、NaCl返混通量、抗生素截留率及膜污染的影响。结果表明：混凝预处理对正渗透过程中膜污染程度的影响由原料液中HA残留量以及Zeta电位共同决定;经混凝预处理后,原料液中腐殖酸残留量越多,正渗透过程中所形成的滤饼层越厚,原料液Zeta电位绝对值越低,形成的滤饼层越密实。滤饼层的形态影响正渗透的浓差极化作用,进而影响正渗透的运行特性及抗生素的截留效果,同时决定了膜清洗的难易程度。     

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。     

Differential pressure in membrane channel caused by foulant capture onto spacers.

Feed spacers in spiral-wound reverse osmosis membrane modules are highly susceptible to deposition or attachment of suspended particulates and organic matters in the feed stream. This type of fouling can cause a significant pressure drop along the membrane channel (differential pressure) without much effect on the average permeate flux. In practical applications, membrane cleaning is often triggered when the differential pressure in a membrane channel exceeds a threshold value. A mathematical model was developed to simulate the development of differential pressure in the feed channel resulting from foulant capture by the feed spacers. Simulations were carried out to investigate and demonstrate the effect of various parameters on differential pressures in the membrane channel. Differential pressures observed in a two-stage reverse osmosis water reclamation plant were simulated with the model, and the results showed that the model could adequately describe the increase of differential pressure with operating time in the reverse osmosis plant.     

平板膜-生物反应器净化微污染水源水的研究

利用平板膜-生物反应器恒流运行处理微污染水源水,考察通量为18、25及30 L/m2·h时其运行特性及有机物和氨氮的去除效果.结果表明:3个工况对COD的去除率分别为78.7%、76.9%和80.4%,出水COD低于15 mg/L;3个工况对NH4 -N的去除率分别为90.4%、87.4%和92.8%,出水NH4 -N低于0.5 mg/L;3个工况对UV254的去除率分别为27.5%、28.2%和48.1%.胞外聚合物(EPS)的研究结果表明,其与膜污染之间并没有显著关系,运行通量的选择是影响膜污染和操作运行的一个重要原因.     

基于生化双膜工艺的油田采出水处理与资源化

针对胜利油田油井采出水处理负荷过大但锅炉用水短缺的问题,对油井采出水进行生化双膜工艺处理,处理后的产水用于锅炉给水,浓水用于低渗油田回注.开展了规模为200m3?d-1的中试实验,重点研究了超滤进水悬浮物与超滤膜污染的关系,考察了反渗透进水压力、进水温度对产水率、膜通量和透盐率的影响.结果表明:生化处理后的油田采出水中...     

正渗透复合膜的制备及表征

通过在聚砜铸膜液中加入混合添加剂氯化锂和聚乙烯吡咯烷酮（PVP）,用相转移法制备出多孔支撑层,然后通过界面聚合制备聚酰胺正渗透复合膜,重点研究了添加剂和聚砜浓度对膜结构和性能的影响。结果表明,氯化锂使得膜支撑层指状孔更加均一,提高孔隙率,并降低海绵层的厚度,提高了水通量;PVP增强了膜的亲水性,并易于成膜,在保持截盐率的同时提高了水通量;随着聚砜浓度增大,支撑层孔隙率变小,海绵状孔层变厚,生成的聚酰胺层更加致密,加重过程内浓差极化,水通量降低。采用质量分数为9%聚砜同时添加氯化锂和PVP的膜支撑层结构均一,孔隙率较大（68.0%）,表面亲水性较强（接触角48.5°）,优于2种商用三醋酸纤维素正渗透膜的孔隙率（32.6%和25.4%）和接触角（76.5°和73.5°）;在正渗透过程中的自制膜水通量为21.9 L/（m2·h）,均高于2种商用三醋酸纤维素正渗透膜（9.5和14.4 L/（m2·h））和文献报道的正渗透复合膜通量水平,并维持了一定的截盐率（盐通量为19.9 g/（m2·h））,表现出优异的正渗透性能。     

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。     

海南火山岩滤料曝气生物滤池工艺优化研究

本研究基于上向流曝气生物滤池污水处理系统,研究了该工艺不同气水比、不同水力停留时间、不同滤料高度层、反冲洗强度对污染物的处理效能的影响。结果表明,气水比为4∶1、水力停留时间2 h时,BAF出水中COD、NH+4-N和SS指标达到最佳;沿程污染物去除率随着滤料层高度的增加逐渐增大,当滤料高度大于1.6 m时趋于稳定,COD、NH+4-N和SS平均去除率分别达到80%、99%和80.3%。建议曝气生物滤池的反冲洗推荐程序为:先气冲(18 L/(m2·s)),单独气洗2~3 min;再气冲(18 L/(m2·s))加水冲(5 L/(m2·s)),联合反冲洗3~5 min;最后水冲(5 L/(m2·s)),漂洗5~8 min。     

初始通量对次毫米过滤组件分区高浓度污泥的影响

以人工配制模拟中浓度生活污水为研究对象,采用自主研制的次毫米过滤组件(sub-millifiltration module,SMFM),考察了初始通量在不同孔径条件下SMFM的过滤效果。实验结果表明,起始通量越大,SMFM在运行过程中通量衰减得越快,而起始通量越小,衰减速度较慢,综合考虑出水SS满足分区要求和运行周期内通量较大2个因素,筛选出各孔径SMFM的最佳起始通量为450 L/(m2.h),运行周期为20～25 min。