不同材质及不同截留分子量超滤膜对二级出水中污染物的去除研究

为探究不同超滤膜对城市二级出水的处理性能,研究了不同材质(PES、PVDF)及不同截留分子量(50 k,100 k)4种超滤膜对二级出水中抗生素抗性基因和溶解性有机污染物去除及其对膜比通量的影响。结果表明,不同特性超滤膜直接过滤城市二级出水,能在一定程度上对污染物进行去除。对于抗性基因的去除,相同截留分子量的PES超滤膜处理效果明显优于PVDF超滤膜,而相同材质的超滤膜50 k的处理效果比100 k的处理效果好。对可溶性有机物的去除,50 k的超滤膜比100 k的去除效率高10.0%(PES),13.6%(PVDF),50 k的两种材质超滤膜无明显差异性。二级出水经超滤后,50 k的超滤膜可以有效去除腐殖酸类物质,而100 k无法去除,说明原水中腐殖酸类物质大小在50~100 k范围内。相同材质超滤膜,随着截留分子量减小,膜的固有阻力增大,膜通量下降迅速,反冲洗后其膜比通量恢复程度较大,可逆膜污染占比较高;相同截留分子量的超滤膜,PVDF比PES的膜比通量损失快,反冲洗后膜比通量恢复程度较小,不可逆膜污染严重。在实际应用中,应根据不同水质特点及要求选择合适的材质和截留分子量。     

混凝沉淀-UF工艺去除二级出水中ARGs效能研究

为了研究混凝沉淀-UF工艺对城市污水处理厂二级出水中ARGs（抗生素抗性基因）去除的影响,以PACl（聚合氯化铝）和PFS（聚合硫酸铁）作为混凝剂,采用qPCR（实时荧光定量聚合酶链式反应）和EEM（三维荧光光谱）等分析混凝沉淀-UF工艺对ARGs的削减及其影响因素.结果表明:① PACl、PFS投加量（分别以Al、Fe计,下同）分别为0.85、0.50 mmol/L时,与直接UF工艺相比,混凝沉淀-UF工艺对水中各类ARGs的去除量高2~3个数量级,其中PACl-UF工艺的效果更好,去除量为2.51~3.52个数量级;对水中DOC（溶解性有机碳）、富里酸类及溶解性微生物代谢产物的去除效果更好,DOC去除率由18%升至36%.②直接UF、PACl-UF、PFS-UF 3种工艺膜进、出水的线性拟合结果显示,ARGs浓度与ρ（DOC）、16S rDNA浓度均呈显著正相关.研究显示,混凝沉淀-UF工艺可以有效去除二级出水中的ARGs,且有机物、16S rDNA的去除有助于ARGs的削减.      

PAC/BPAC-UF对二级出水中有机物去除及膜污染情况对比

目前对溶解性污染物去除效能较低和膜污染严重的问题是超滤(Ultrafiltration,UF)技术的瓶颈,为了改善城市污水处理厂二级出水水质和UF技术的运行稳定性,利用粉末活性炭(Powdered Activated Carbon,PAC)-UF和生物粉末活性炭(Biological Powdered Activated Carbon,BPAC)-UF 2种组合工艺对污水处理厂二级出水进行深度处理。通过DOC、三维荧光、膜通量变化、膜阻力分布及微生物群落结构分布的分析方法,对比研究2种组合工艺对有机物的去除效果,考察不同投加量下PAC和BPAC对膜污染的缓解程度。结果表明,在最佳投加量下2种组合工艺对有机物的去除效果均优于直接UF,膜污染得到有效缓解。具体而言,PAC-UF和BPAC-UF对溶解性有机物的去除效果相差不大,PAC-UF略优于BPAC-UF;对于蛋白质类、腐殖酸类和微生物副产物类有机物,BPAC-UF较PAC-UF的处理效果更优; BPAC-UF较PAC-UF对缓解膜比通量下降和膜污染阻力增长有更好的效能。由于BPAC上微生物的吸附和生物降解作用,BPAC-UF工艺经济适用性较好,BPAC-UF可以作为一种有效的再生水深度处理方法。