TiO2光催化对微滤去除腐殖酸的膜污染控制研究

着重研究了不同紫外灯光源和照射时间条件下,TiO2光催化（PCO）对微滤去除腐殖酸过程中的膜污染控制,并探讨了膜污染的控制机理。研究结果表明,TiO2光催化能有效提高微滤对腐殖酸的去除,同时降低膜通量的下降,起到有效控制膜污染的作用。进一步的实验分析表明,TiO2光催化控制膜污染的主要机理在于将腐殖酸降解为易于被TiO2吸附的小分子量物质,吸附腐殖酸降解产物后的TiO2聚合颗粒粒径增大,易于在膜表面形成更为松散的沉积层,并使膜污染从以膜孔堵塞和沉积层污染为主转化为以沉积层污染为主的可逆性污染。     

膜污染状态下的胞外聚合物、细菌数量及微生物群落结构研究

研究了膜污染状态下膜生物反应器(MBR)中混合液污泥和膜丝表面污泥的胞外聚合物(EPS)含量、细菌数量以及微生物种群结构的情况。结果表明:EPS主要由蛋白质组成,膜丝表面污泥中的EPS含量较高,高达68.3mg/g;MBR污泥中细菌的数量级基本达109个/g,其中膜丝表面污泥细菌数量较高;MBR混合液污泥和膜丝表面污泥微生物群落的Shannon-Weaver指数分别为2.639和2.303,两者微生物群落结构的相似性系数达到0.833,两者的优势菌均为黄色单胞菌,变形杆菌门和拟杆菌门是膜丝表面种类较多的菌群,可能与膜污染有密切的联系。深入分析膜污染形成原因和过程,对膜污染的防治具有重要的意义。     

温度对正渗透工艺性能的影响

正渗透技术是一种以渗透压差为驱动力的新型膜分离工艺。温度是影响正渗透过程的关键因素。为考察温度在工艺运行中的重要作用,研究了温度对正渗透膜特性及工艺性能的影响,探讨通量衰减机制。结果表明,温度影响汲取液动态稀释、浓差极化和膜污染等的效应程度,进而影响正渗透性能。高温能够明显增加水通量和回收率,且汲取液温度影响比原料液显著。因此,合理优化温度条件是降低能耗提高正渗透性能的有效途径。     

MFC-MBR耦合系统运行效果及产电性能

为了解决膜生物反应器(MBR)运行成本高、膜污染的问题,本研究建立了一个微生物燃料电池(MFC)-MBR耦合系统,通过MFC回收污水中的能量,同时控制膜污染。研究结果表明,耦合系统对COD和NH3-N的去除率分别为(94.6±3.0)%和(90.9±6.9)%,出水水质稳定。由于MFC的耦合作用,使MBR的运行周期由18 d延长至36 d,膜污染得到了明显的减缓。耦合系统中MFC产电性能稳定,电流密度稳定在5.7 A/m3,最大功率密度达到了928.0 mW/m3,循环伏安法(CV)表明,阴极附着的微生物具有良好的电化学催化作用。MFC-MBR耦合系统将污水中的化学能转化为电能从而实现了膜污染的减缓及能量的回收,显示出巨大的发展前景。     

前置反硝化曝气生物滤池的挂膜启动研究

为了解前置反硝化曝气生物滤池(BAF)的启动规律,构建了小试规模的前置反硝化BAF,采用快速排泥、逐步增大水力负荷的策略考察了其启动过程中的污染物去除情况及启动特性。结果表明,在好氧柱水力负荷为2.04 m3/(m2·h),厌氧柱水力负荷为4.08 m3/(m2·h),回流比为100%,气水比为5.6∶1的情况下,前置反硝化BAF的启动需要49 d。启动过程中好氧池中硝化细菌的成熟是启动的关键。厌氧池中的反硝化细菌的成熟标志着启动的完成。启动完成后,前置反硝化BAF的出水COD、NH3-N及NO-3-N分别稳定在50、15和5 mg/L以下,满足国家一级A排放标准。     

膜电解技术处理含氯及重金属的废酸

采用离子交换膜电解技术处理铜冶炼过程产生的含氯及重金属的废酸。考察了废酸处理工艺、电解温度、电解时间、电流密度和催化剂的添加等条件对处理效果的影响。实验结果表明：采用先沉淀重金属后脱氯的废酸处理工艺,氯离子和铜离子的去除效果均较好;当以钛盐为催化剂时,在电解温度为40 ℃、电解时间为2.0 h、电流密度为825 A/m²的最佳工艺条件下,处理后废酸中的氯离子质量浓度为0.22 g/L,氯离子去除率为98.59%,铜离子质量浓度为0.45 g/L,铜离子去除率为95.08%,其他重金属大部分也得到有效去除。净化后的废酸可回用至铜冶炼的生产过程中。     

混凝-超滤短流程工艺处理北方水库原水简

采用混凝-超滤膜短流程工艺对大伙房水库原水进行处理,考察其除污染性能和膜污染情况,并对该短流程工艺参数进行优化。结果表明,当利用超滤膜直接过滤原水时,膜污染较重,并且对污染物质的去除率较低;而采用混凝-超滤短流程工艺时,膜污染得到一定程度上的缓解;当絮凝剂投加量为7 mg/L、膜清洗周期为30 min时,对浊度、COD_Mn和UV₂₅₄的去除率分别为95.61%、40.42%和37.12%,出水水质能够满足生活饮用水卫生标准。     

膜吸收法净化低浓度甲醛和氨气简

基于膜吸收技术自制双层平板式膜吸收器,搭建净化低浓度甲醛和氨气污染模拟系统,考察不同膜结构参数、进气流量、吸收剂流量等因素对其净化效果的影响。结果表明,聚偏氟乙烯PVDF对低浓度甲醛和氨气的净化效率高于聚四氟乙烯PTFE。对同一材质膜,随着膜孔隙率的增大,甲醛和氨气的净化率呈上升趋势。随着进气流量的增加,甲醛和氨气的净化效率降低;而吸收剂流量对其净化效率影响不大。对于所有实验条件,平均膜孔径为0.22 μm的PVDF 4^#在进气流量u_g=120 L/h时,甲醛和氨气的净化效率最高,分别达94.7%和96.3%。     

共代谢膜生物反应器法处理二甲基亚砜废水

采用蔗糖作为共代谢基质与一体式好氧膜生物反应器（MBR）工艺相结合处理二甲基亚砜（DMSO）废水。考察了装置的污泥驯化效果、DMSO去除率、污泥的性能、HRT和冲击负荷对DMSO去除率的影响。试验结果表明：驯化第29天,DMSO去除率达98.5%,表明MBR内的污泥已驯化成功;在MBR运行的正式期,当DMSO处于高负荷状态时,DMSO去除率较低;随蔗糖加入量的增加,DMSO去除率逐渐提高,最终恢复到DMSO高负荷冲击前的DMSO去除效果;正常运行时,装置进水ρ（DMSO）=257~1 448 mg/L（平均值为718 mg/L）、出水ρ（DMSO）=6~22 mg/L（平均值为7 mg/L）,DMSO去除率为96.4%~99.6%（平均值为98.9%）;在MBR运行的正式期,污泥体积指数小于100 mL/g,表明污泥的沉降性能较好,MLVSS/MLSS较高,表明污泥的活性高,MBR内MLSS的平均值为5.52 g/L,MLVSS的平均值为4.78 g/L;MBR适宜的HRT为12 h。     

生物滴滤塔处理氯苯废气的工艺性能

将活性污泥培养及驯化后接种于生物滴滤塔中,挂膜启动后处理模拟氯苯废气（简称氯苯废气）,考察了生物滴滤塔在挂膜启动阶段及稳定运行阶段的性能。实验结果表明：接种41 d后生物滴滤塔成功挂膜,此时氯苯去除率稳定在90%以上;生物滴滤塔稳定运行阶段,随着进气中氯苯质量浓度由303.82 mg/m³逐渐增至1 489.05 mg/m³,氯苯去除率从85.1%降至70.1%。处理氯苯废气适宜的工艺条件为：空塔停留时间超过45 s,喷淋液流量31.8 mL/min,氯苯负荷23.97~128.01 g/（m³·h）。生物滴滤塔对喷淋液的酸性环境有较好的适应性,喷淋液pH的变化对氯苯去除率无显著影响。