重力驱动式动态膜生物反应器的膜清洗再生方式优化研究

构建了重力驱动式好氧动态膜生物反应器(DMBR)处理生活污水,比较不同物理清洗方法(空气反冲洗、表面刷洗和组合方式)对动态膜再生的影响,探究了动态膜的形成过程和过滤机理,解析DMBR的污染物去除性能。研究结果表明,动态膜的形成伴随着出水颗粒物粒径的不断减少,5 min后颗粒粒径分布基本稳定,动态膜形成阶段符合滤饼过滤模型,稳定运行阶段符合标准过滤模型。DMBR对浊度、NH_(4)^(+)-N、COD和SCOD的平均去除率分别为99.6%、94.0%、93.2%和82.8%。空气反冲洗辅助刷洗不仅可以去除微网表面的污染层,还可去除对DMBR长期运行有影响的污染物,五个过滤周期的初始通量恢复率均达到93.1%以上。

内循环动态膜生物反应器处理生活污水

利用筛绢为基材构建内循环动态膜生物反应器处理生活污水.在水力停留时间为6h,膜通量为66.2L/(m2·h)条件下,反应器内的生物动态膜需要120min可以形成.动态膜形成后,反应器对COD、氨氮、总氮(TN)和总磷(TP)的平均去除率分别为94.0%、97.6%、49.2%和83.7%.采用逆出水水流方向曝气进行在线反冲洗,在反冲洗时间为5min,反冲洗曝气强度为3.2m3/(m2·h)的条件下,生物动态膜的再生需要30min即可完成.反应器稳定运行60d,反冲洗周期能够稳定在50h以上.扫描电镜(SEM)观察表明,反冲洗能够有效破坏附着在膜基材上的生物动态膜.

自生动态膜生物反应器处理城市污水

采用自生动态膜生物反应器(SFDMBR)处理城市污水,结果表明,在整个试验期间反应器对COD的平均去除率为81%,在稳定运行期间,对氨氮的平均去除率为87%,对总磷的平均去除率为70%;两边侧向曝气的效果明显优于单边侧向曝气,它不仅能够加大膜片间的错流流速,而且还能使错向流更加均匀;自生动态膜的形成较恢复快,且恢复速度随运行时间的延长呈递增趋势;出水水头、污泥浓度、膜通量、混合液粘度、膜面错流流速等对膜阻力有影响。

活性炭海绵动态膜生物反应器用于污水处理提标改造中试研究

自行设计研发了以活性炭海绵作为膜基材的动态膜生物反应器,为污水处理的提标排放及资源化利用提供了科学依据及实际参考价值。详细考察了该反应器对污染物的去除效果和运行特性,通过和现有污水处理厂处理效果比较,探索活性炭海绵基材动态膜生物反应器用于城市污水提标改造的可行性。结果表明,在水力停留时间8h、污泥浓度8 000mg/L的条件下,活性炭海绵动态膜生物反应器出水COD、NH3-N、TN和TP浓度分别≤35.0mg/L、≤1.4mg/L、≤10.2mg/L和≤0.3mg/L,出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918 2002一级A标准。活性炭的吸附性能和海绵的空间结构特征协同作用强化了系统对污染物的去除效果,活性炭海绵动态膜生物反应器可完全取代现有污水厂深度处理工艺应用于提标改造。曝气反冲洗可有效减缓出水通量下降,使系统出水通量稳定在30L/(m2·h)左右。

利用蠕虫实现自生动态膜生物反应器污泥减量研究

将自生动态膜生物反应器与生态调控技术相结合，以达到减少污泥产量的目的。试验结果表明，在有蠕虫存在的情况下，反应器内的污泥浓度一直维持在4000mg／L左右，不仅实现了剩余污泥的零排放，而且改善了其沉降性能，同时膜污染也得到了有效缓解，其清洗周期由原来的4～5d延长至1个月左右，保证了出水水质的稳定性；蠕虫的存在对COD、NH3-N的去除没有明显的影响，但不利于对TP的去除，且浊度的去除也受蠕虫密度的影响。当温度、pH等条件适宜时，影响蠕虫生长的主要因素有溶解氧、反应器内部结构、污泥浓度等，其中溶解氧是影响蠕虫生长与繁殖的关键环境因子。

自生动态膜生物反应器处理城市污水的中试研究

分别利用筛绢和钢丝网作为自生动态膜生物反应器的基材并进行了处理城市污水的中试研究。结果表明,钢丝网组件和筛绢组件的出水水质相差不大,出水COD分别为57.5mg/L和50.4mg/L,NH4+-N分别为1.39mg/L和2.84mg/L;在运行了25min后出水浊度可降至5NTU以下并保持稳定;出水SS接近于零。钢丝网组件的平均通量为30.3L/(m2.h),筛绢组件的平均通量为51.9L/(m2.h),后者比前者高71%,但钢丝网的强度明显高于筛绢。

高通量自生动态膜生物反应器的运行特性

自生动态膜生物反应器利用过滤过程中在粗网材料表面形成的动态膜进行泥水分离 ,与由微滤、超滤构成的传统膜生物反应器相比具有组件费用低、过滤压力小等优点。考察了动态膜生物反应器在高通量 [4 0L/ (m2 ·h) ]下处理生活污水的运行特性 ,结果表明 ,反应器稳定运行33d后动态膜的过滤压差从零上升到 2 4 5Pa ;系统对COD和氨氮的平均去除率分别为 78%和91 %。

动态膜生物反应器的工艺研究现状及发展方向

介绍了动态膜生物反应器(dynamic membrane bioreactor,DMBR)的机理及其工艺处理效果,从动态膜的基材选择、运行参数、污泥特性和控制条件等方面评述了国内外学者目前在该领域取得的研究成果,并展望了 DMBR技术今后研究和发展的方向。

盐度降低间歇曝气动态膜生物反应器净化水产养殖废水的效果

采用间歇曝气动态膜生物反应器(DMBR)处理不同盐度下的水产养殖废水,研究盐度对有机物降解和反硝化过程的影响。结果表明:当盐度在0～35g/L范围内,随着盐度的提高,由于盐度对微生物的抑制作用,在含盐条件下有机物降解和反硝化效率下降,间歇曝气动态膜生物反应器对水产养殖废水化学需氧量CODMn的去除率从89.5%下降到75.5%;出水总氮TN去除率从89.9%下降到74.4%。通过对有机物降解速率常数和反硝化速率常数的动力性模拟,CODMn降解速率常数和硝态氮NO3--N的降解速率常数随盐度的提高呈线性下降的趋势,其线性回归模型的决定系数分别为0.9838、0.9665。盐度对水产养殖废水反硝化过程的抑制作用要大于有机物降解过程。

固定化微生物自生动态膜生物反应器处理生活污水研究

利用固定微生物小球添加到自生动态膜生物反应器中,构建固定化微生物自生动态膜生物反应器,并用于来处理生活污水。研究结果表明,聚乙烯醇(PVA)包埋的固定化微生物小球的投加量为25%,在筛孔48μm不锈钢网与人造丝网组合膜组件的运行下,可使污染物的COD、NH_3-N及TN的去除率分别保持在90%、98%和80%以上。动态膜能在基质膜表面很快形成且能稳定存在,且清洗后恢复较快,原子力显微镜显示,凝胶层的厚度在850μm。该工艺有望在城镇生活污水处理方面有良好的应用前景。

微网动态膜生物反应器对污染物的去除效果

采用不同规格的不锈钢网和尼龙网加工的微网组件与生物反应器一起构成动态膜生物反应器。研究表明微网组件对污染物的去除效果与微网的孔径密切相关,但与微网材料的相关性不明显。300目的微网组件对SS的去除率非常接近混合液经沉淀所能达到的去除率,对COD的去除率大大高于经沉淀所能达到的去除率,表明了微网动态膜生物反应器存在开发应用的前景。同时提出了有待进一步研究的问题。

动态膜生物反应器的运行稳定性及其影响因素研究

采用基于微网基材的动态膜生物反应器处理生活污水，考察了其运行稳定性以及曝气方式、微网表面水力条件、水力负荷、混合液性质等对运行稳定性的影响。研究表明，侧方曝气比下方曝气更有利于动态膜的稳定运行；动态膜存在一个临界通量，在低于临界值的次临界通量下运行时，动态膜的过滤压差变化平稳；污泥浓度为5、10、15g／L时临界通量范围分别为（120—160）、（80～120）、（60～80）L／（m2·h）；微网表面的错流流速越高、水力负荷越低，则动态膜过滤压差的增幅越缓慢；非正常运行状态（如污泥解体、丝状菌污泥膨胀）会对动态膜的运行产生不利影响。

动态膜生物反应器膜污染过程及阻力分析

采用孔径90μm的尼龙筛网作为微网基材,建立动态膜生物反应器系统,用以处理模拟生活污水,并在不同容积负荷下运行3组动态膜生物反应器,研究反应器动态膜污染的特征与机理.结果表明:过大和过小的负荷均会增加膜污染,过小的曝气强度不能有效去除膜表面污染物,而过大的曝气强度会导致污泥絮体破坏,产生大量的胶体粒子和大分子有机物,使得膜通量下降;在较大曝气强度下,胶体粒子和溶解性有机物在膜表面及膜孔的沉积吸附是导致膜污染形成的根本原因.胞外聚合物含量和组成以及污泥黏度是影响动态膜生物反应器膜污染的主要因素.

动态膜生物反应器(DMBR)研究进展

动态膜生物反应器是一种将动态膜过滤技术和生物法污水处理工艺相结合的新型污水处理工艺.介绍了DMBR机理及工艺处理效果,并从膜基材选择、操作参数控制等方面评述了国内外学者在该领域的研究成果,指出DMBR存在的问题及发展方向.

一体式自生动态膜生物反应器的运行特性

采用涤纶短纤滤布作为分离介质构成一体式动态膜生物反应器(DMBR)处理模拟生活污水,对反应器处理效果、运行特性进行研究。结果表明,在一个运行周期内,分析DMBR的过滤压差和膜通量变化,在运行10h以后,反应器出水水质趋于稳定,动态膜基本形成,膜通量基本维持在37.9L/(m2.h)。DMBR对COD、氨氮、总氮的平均去除率分别为89.00%、82.50%、44.85%,出水浊度维持在1NTU左右,反应器的反冲洗周期为30h左右,出水水质优于城镇污水处理厂污染物排放一级A标准(GB18918—2002),可回用于城镇景观用水等。

复合式自生动态膜生物反应器处理表面活性剂废水

将动态膜技术与悬浮填料工艺相结合而构建了复合式自生动态膜生物反应器。采用该反应器处理表面活性剂废水,当悬浮填料的填充比为40%时,对浊度、COD、LAS和NH3-N的去除率分别可达98%、95%、97%和94%以上。两边侧向曝气不仅能够加大膜面的错流流速,而且还使错向流分布得更加均匀,同时由于悬浮填料的摩擦作用,使得自生动态膜的增长较慢,保证了出水通量的稳定,延长了清洗周期。可见,该工艺适合于处理表面活性剂废水。

缺氧动态膜生物反应器在淡水/海水养殖废水处理中的运行效果

采用缺氧动态膜生物反应器(Anoxic-DMBR)处理淡水和海水养殖废水。结果表明:缺氧动态膜生物反应器对淡水养殖废水和海水养殖废水的CODMn去除率分别为89.5%和75.5%;出水总氮浓度分别为1.42 mg/L和3.50 mg/L,污泥浓度分别为3850 mg/L和3550 mg/L。由于盐度对反硝化菌的酶产生一定的抑制作用,在海水条件下反硝化效率降低了16%。淡水和海水养殖废水的NO3--N的降解速率常数分别为5.02×10-4 h-1和4.48×10-4 h-1,海水反硝化过程的反应速率低于淡水条件。

几种不同基材动态膜生物反应器污泥层性质分析

在动态膜生物反应器(DMBR)中,膜污染的有效控制至关重要。选用4种膜基材料:聚酯无纺布、聚丙烯无纺布、聚酯筛网、聚酰胺筛网,考察膜基材料受污染程度,分析膜面污染物成分。结果表明:应用DMBR处理模拟生活污水,4种材料易受污染的程度依次为聚酰胺筛网、聚酯筛网、聚丙烯无纺布、聚酯无纺布,筛网比无纺布更易发生不可逆污染。膜面物质不可逆污染层中的胞外聚合物含量对膜污染有重要作用,其中蛋白质、多糖均与膜污染相关,蛋白质较多糖与膜污染具有更密切关系。

动态膜生物反应器用于污水处理的研究进展

动态膜生物反应器是近年来发展起来的高效废水处理工艺。该文介绍了国内外动态膜生物反应器的膜基材和动态膜的种类、形成机理,影响动态膜生物反应器过滤性能的因素,动态膜的清洗方法;并对今后的研究方向作了展望。

动态膜生物反应器-混凝工艺处理草浆中段废水

采用动态膜生物反应器(DMBR)-混凝工艺对草浆造纸中段废水进行处理。结果表明,DMBR内的生物动态膜约在反应器运行60min后形成。在污泥浓度为10g/L、水力停留时间24h、进水CODCr1344mg/L、进水木素为390mg/L时,DMBR出水CODCr和木素分别平均为260mg/L和192mg/L。投加PAC对动态膜生物反应器出水进行混凝处理,当PAC用量为0.54g/L时,混凝处理出水的CODCr和木素平均为117mg/L和63mg/L。DMBR反冲洗后,反应器内生物动态膜的再生需要30min完成,稳定运行过程中DMBR的反冲洗周期能够稳定在29h以上。