纳滤膜分离技术在安全饮用水保障中的应用

纳滤膜分离技术在饮用水制备方面具有独特的作用,是保障安全饮用水生产的有效方法。本文详细综述了国内外纳滤膜技术在饮用水生产中应用研究的最新进展,以及纳滤膜对地表水或地下水中存在的各种无机、有机污染物的分离特性。     

传统活性污泥法与膜生物反应器污泥沉降性能的比较

针对污泥沉降性能,在运行条件相同的情况下对膜生物反应器(MBR)与传统活性污泥法(CAS)进行比较。结果表明：CAS工艺污泥沉降性能优于MBR工艺;CAS工艺出水水质受污泥沉降性能影响大;MBR工艺污泥沉降性能主要由反应器中累积的高浓度胞外聚合物(EPS)含量所影响,当EPS浓度大于100mg／g时,污泥沉降性能开始恶化;CAS工艺曝气池中EPS浓度没有累积;MBR工艺污泥颗粒平均粒径小于CAS工艺中污泥颗粒。     

垃圾填埋场渗滤液中药物和个人护理品的存在与去除

采用固相萃取–高效液相色谱/串联质谱法,分析上海市某生活垃圾填埋场渗滤液中7种典型药物和个人护理品（PPCPs）的浓度水平,并考察该填埋场的渗滤液处理工艺对目标PPCPs的处理效果.结果表明,所建立的分析方法具备较好的回收率（89%~173%）、相对标准偏差（<20%）和方法检出限（0.025~1.0μg/L）,能满足实际环境样品的分析需要.应用该方法检测到渗滤液中目标PPCPs的含量在低于检出限（90%,总去除率可达到97%以上,出水PPCPs浓度范围为     

硫铁填料和微电流强化再生水脱氮除磷的研究

为提高再生水质量,在不同C/N和HRT条件下,对比分析硫铁复合填料和微电流作用强化再生水深度脱氮除磷效果.结果表明,硫铁复合填料和微电流作用均能够强化氮、磷的深度去除效果,且二者结合能够使反硝化系统pH值稳定在7.2~8.5之间.系统中TN主要靠异养反硝化、氢自养反硝化和硫自养反硝化作用去除,94.04%的TP是以生成磷酸铁沉淀的形式去除.分别从填料上取生物膜,进行Miseq高通量测序,构建细菌16S rRNA基因克隆文库.结果发现,在仅有海绵铁作用系统中,同时具有异养反硝化和氢自养反硝化功能的细菌所占比例达到29.47%;硫铁复合填料和硫铁微电流作用系统中,具有硫自养反硝化功能的Thiobacillus(硫杆菌属)所占比例分别达到60.47%和40.62%.因此,硫铁复合填料和微电流作用用于强化再生水深度脱氮除磷具有明显的优势.     

有机大分子对聚酰胺复合纳滤膜偏硅酸钠污染的影响

选用腐殖酸(HA),海藻酸钠(SA),牛血清蛋白(BSA)和偏硅酸钠分别模拟水体中有机大分子和无机污染物对聚酰胺复合纳滤膜进行了膜污染试验.结合原子力显微镜(AFM)及自制的胶体探针定量测定了不同条件下,膜-偏硅酸钠以及偏硅酸钠-偏硅酸钠之间的作用力.分析了污染膜的表面结构特征及其通量恢复率,系统考察了膜表面吸附不同有机大分子后,对随后硅酸盐污染行为的影响.结果表明:膜表面吸附HA和SA后,膜面负电位增加,与偏硅酸钠之间静电斥力变大,导致其结合能力减弱,减缓了结垢污染.然而,吸附BSA后的膜与无有机条件膜相比,负电位基本一致,故对纳滤膜结垢过程几乎无影响.     

缺氧/好氧电化学膜-生物反应器强化脱氮效果及抗污染性能研究

研究了外加电压下电化学A/O-MBR的污染物去除效果和抗污染性能,分析了抗污染性能提高的原因.结果显示,外加2V电压时系统对COD和总氮的平均去除率分别为89.4%、92.2%,不加电压时COD和总氮的去除率分别为87.6%、77.3%,表明外加电压能够显著提高A/O-MBR的脱氮处理效果;研究同时发现,外加2V电压时,导电膜的平均运行周期为38d,相比不加电压时（平均26d）,运行周期有所延长.污染物与导电膜之间的静电排斥作用和H₂O₂的原位清洗作用是系统抗污染性能提升的主要原因.     

XDLVO理论解析有机物和钙离子对纳滤膜生物污染的影响

为了揭示有机物和Ca2+浓度对纳滤膜生物污染的影响机制,选用铜绿假单胞菌(PA)为模式菌株,海藻酸钠(SA)、牛血清白蛋白(BSA)和腐殖酸(HA)为典型废水有机物,采用extended derjaguin–landau–verwey–overbeek(XDLVO)理论定量解析了不同进水条件下膜预处理和生物污染过程的界面相互作用.结果表明,Ca2+浓度为5mmol/L时,SA预处理后膜面亲水性最强,粘聚自由能高达42.96mJ/m2,与PA、SA的界面自由能最高,分别为45.85和39.64mJ/m2,抑制膜的生物污染.而Ca2+浓度为2mmol/L时,BSA预处理后膜面疏水性最强,粘聚自由能低至–40.32mJ/m2,与PA、BSA的界面自由能最低,分别为3.49和–26.36mJ/m2,促进膜的生物污染.所有污染过程中,范德华作用能差异较小,而静电作用能绝对值极小,贡献微弱,有机物和Ca2+浓度对膜生物污染的影响主要体现在对疏水作用能的影响.     

HCPA-UF-MBR组合工艺处理低温高色高氨氮水源水研究

将高浓度纯化凹凸棒土(HCPA)投加至UF-MBR中,形成HCPA-UF-MBR组合工艺,研究HCPA-UF-MBR、UF-MBR两平行系统对低温高色高氨氮水源水的除污效果、反应器内活性污泥性能及膜污染情况,考察HCPA的作用机理与效能.结果表明,HCPA-UF-MBR对色度、CODMn、NH -N、TN的平均去除率为94.60%、81.61%、98.44%、58.30%,出水NO -N、NO -N浓度均较低;HCPA投加后,UF-MBR的除污效果与抗冲击负荷能力增强,污泥总活性与硝化活性分别提高了9.09%、105.88%,反应器达到稳定时间短且波动小,内部活性污泥硝化反硝化过程更充分;此外,HCPA吸附混合液中部分有机物,改善了污泥混合液性能,使膜表面滤饼层较疏松且透水性较好,有效地减轻了膜污染程度.     

常温厌氧MBR中微生物群落结构与膜污染研究

为考察微生物群落结构与膜污染的关系,在常温下运行厌氧膜生物反应器,并应用末端限制性片段长度多态性分析(T-RFLP)技术,对膜丝表面微生物群落结构变化进行了研究,同时考察了微生物群落结构变化与反应器中溶解性微生物产物(SMP)、胞外聚合物(EPS)的关系.结果表明:在常温状态下膜污染周期约为18d,CODCr的去除率约为93%,运行效果稳定;微生物代谢产物的浓度随着微生物种群的演替呈逐渐升高的趋势,加速了膜污染进程;膜压(pTM)处于缓慢上升期时,膜丝表面微生物优势菌群为Raoultella、Owenweeksia hongkongensis,膜压(pTM)处于稳定上升期时,膜丝表面的优势菌群演替为 Delftia acidovorans、Halothiobacillus neapolitanus,最后当膜压(pTM)处于快速上升期时,bp78的微生物成为了膜丝表面的顶级群落.膜压(pTM)处于缓慢上升期和稳定上升期时,膜压(pTM)与微生物群落结构的多样性呈显著正相关;膜污染进入快速上升期时,膜丝表面出现了顶级群落,此时微生物群落多样性明显降低且与膜压升高呈弱相关;膜丝表面微生物群落均匀度随着膜压(pTM)的升高呈现出先增高后降低的趋势,膜丝表面微生物群落经历了不断附着,相互竞争至顶级群落出现的演替过程.     

氧化/膜过滤工艺处理屠宰废水研究

研究了二氧化氯(Cl O2)氧化/陶瓷超滤膜过滤工艺对屠宰废水的处理效果,对比不同Cl O2投加量、反冲条件(反冲周期、反冲时间等)对产水指标的影响,确定适宜参数。结果表明:其他条件相同,Cl O2投加量140 mg/L时,氧化单元COD去除率较高;反冲周期50 min、反冲时间50 s时渗透通量恢复较好,陶瓷膜装置运行效果最优,COD和浊度的总去除率分别达93.6%、95.8%,产水水质可达标排放,且运行总成本较低,有较好的工业推广前景。