MBR的在线超声清洗效果及对混合液性质的影响

将超声波用于膜生物反应器(MBR)的在线清洗,考察了对膜污染的控制效果以及在线超声清洗对混合液性质的影响。结果表明,在线超声清洗对膜污染具有良好的控制效果,但会引起污泥总活性降低,平均污泥粒径减小,过滤性能变差;超声空化作用对硝化活性的影响要比对有机物分解活性的影响大;超声功率和超声时间对混合液的性质影响较大,超声功率越大或超声时间越长则对混合液性质的影响越显著。为避免混合液的性质过度恶化,在线超声清洗的功率不宜过大,每次清洗的时间以5 min左右为宜。

在线超声对膜-生物反应器活性污泥混合液性质的影响

采用在线超声控制膜-生物反应器的膜污染,通过测定活性污泥混合液絮体粒径、胞外多聚物含量、上清液有机物浓度、污泥浓度和黏度的变化,探讨了超声波对膜-生物反应器中活性污泥混合液性质的影响.结果表明:在线超声使污泥絮体破碎,其平均粒径与未施加超声波的系统相比降低约20μm左右;污泥胞外聚合物含量降低(28±5)mg.g-1左右,致使混合液上清液TOC增加;但同时超声波的施加可以降低污泥浓度和混合液黏度,使混合液膜过滤性得到改善,有助于膜污染的控制.

膜-生物反应器混合液性质对膜污染影响的研究进展

膜-生物反应器作为一种新型的污水处理和回用技术,近年来在基础研究和实际应用领域都得到广泛关注,但是影响其长期稳定运行的膜污染问题却一直没有得到深入研究和解决。混合液特性是影响膜污染控制的重要因素,从混合液理化性质(组成、功能、结构和环境因素)和生物学性质(微生物群落结构、微生物功能特征)2个方面进行介绍,综述了目前关于混合液性质与膜污染关系的研究现状。目前的研究虽然取得一定进展,但在相关性分析、群落特征与膜污染关系、污染层形成机理等方面仍存在许多不足。

微气泡曝气中活性污泥混合液性质变化

采用SPG膜微气泡发生系统,考察微气泡曝气过程中,污泥混合液性质的变化及相关关系,包括污泥粒径、污泥EPS质量浓度、上清液浊度和有机碳质量浓度、混合液黏度和表面张力等.结果表明,在微气泡发生系统中液体循环泵的水力剪切作用造成污泥絮体破碎及污泥粒径减小.在该过程中,污泥EPS释放,上清液浊度和有机碳(特别是胶体有机碳)质量浓度升高,同时污泥絮体的再絮凝能力严重丧失.污泥EPS物质的释放导致混合液黏度增加,但混合液表面张力保持不变.相关性分析表明,污泥粒径减小及污泥EPS释放是造成混合液其他性质变化的主要原因.与离心型循环泵相比,蠕动泵水力剪切作用较弱,对混合液性质的影响较小.微气泡曝气中污泥混合液性质的变化会加速膜过滤过程的膜污染.

HRT对厌氧膜生物反应器混合液性质和膜污染的影响

采用分置式厌氧膜生物反应器(An MBR)处理啤酒废水,在不排泥的情况下,研究HRT对污泥混合液性质和膜污染的影响。结果表明,当HRT从40、32、24、16 h逐渐缩短时,胞外聚合物(EPS)含量、溶解性微生物代谢产物(SMP)含量和污泥粒径逐渐增大;EPS和SMP中的蛋白质及污泥粒径对泥饼层阻力的影响较大,它们增大可促使滤饼层形成,增加泥饼层阻力,继而增加膜过滤阻力,导致跨膜压差快速增长,加快膜污染的进程;HRT在40 h、有机负荷为2.24 kg/(m^3·d)、污泥负荷为0.58 kg/(kg·d)的条件下,分置式An MBR可以获得较好的处理效果和较低的膜污染速度。

活性污泥混合液性质对膜污染的影响

膜生物反应器(MBR)作为一种新型的水处理工艺技术,具有出水水质好、结构紧凑等诸多优点,在污水处理和回用方面具有广阔的发展前景,然而膜污染问题却一直没有得到深入研究和解决,其中混合液性质是影响膜污染的重要因素。对大量的文献资料和研究结果进行分析,综述了MBR混合液特性与膜污染关系的研究现状,以期为后续研究应用提供参考。

微气泡及其产生方式对活性污泥混合液性质的影响

微气泡曝气有助于强化氧传质过程,在废水好氧生物处理中具有潜在的应用优势;同时,微气泡及其产生方式可能对污泥混合液性质产生影响.本研究采用SPG膜微气泡发生系统研究了微气泡及其产生方式对污泥混合液性质的影响.结果表明,微气泡曝气中,微气泡附着于污泥絮体导致污泥上浮聚集,从而造成反应器中污泥浓度(MLSS)下降,以及污泥沉降性能变差.微气泡产生过程中,液体循环泵(离心型)产生的强水力剪切力作用于污泥混合液,造成污泥絮体破碎、污泥粒径减小以及污泥絮体EPS释放,进而使得上清液浊度和有机碳(特别是胶体有机碳)浓度升高,污泥絮体的再絮凝能力丧失.微气泡产生过程中,污泥破碎导致的污泥有机物的释放使得污泥混合液的黏度增加,但混合液表面张力保持不变.

处理炼油废水时粉末活性炭对MBR的影响机理

通过平行实验,考察了粉末活性炭(PAC)投加对MBR处理实际炼油废水时混合液性质的影响,拟合了膜阻力与混合液中胞外聚合物(EPS)、溶解性有机物(SMP)含量以及混合液黏度的关系,并进一步探讨了PAC影响MBR混合液性质的机理。结果表明,PAC的加入有效降低了膜污染速率,延长了单个周期内MBR的运行时间;炼油废水MBR系统中的混合液特性(EPS含量、SMP含量和混合液黏度)与膜阻力都呈现较强的指数相关关系;PAC的投加,降低了炼油废水MBR系统运行过程中混合液内EPS和SMP的含量及混合液黏度,从而改变了混合液特性,使得膜污染减缓并延长膜运行的时间;PAC的投加降低了混合液中EPS的含量,这是处理炼油废水时PAC影响MBR膜污染的根本机理,混合液EPS含量的降低,使SMP含量和混合液黏度均降低,从而抑制了膜污染。

污泥龄对好氧MBR处理黄姜皂素厌氧出水影响

采用一体式好氧MBR处理黄姜皂素厌氧出水,在HRT=43 h的条件下,研究污泥龄(SRT)对MBR膜出水COD、NH_4^+-N去除效果和污泥混合液特性的影响,并对MBR动力学参数进行求解。结果表明,优化运行SRT为30~40 d,此时COD、NH_4^+-N处理效果良好,平均去除率分别达到95%、93%以上;ρ(MLVSS)/ρ(MLSS)大部分在0.350左右,明显低于传统活性污泥法;SRT对污泥负荷有一定的影响,SRT在30~40 d时,COD污泥负荷为0.090~0.140g/(g·d)。相关的动力学参数:V_(max)为0.285~1.061 d^(-1),K_s为20.90~178.8 mg/L,V_(max)/K_s为3.22~21.0 L/(g·d)。可为MBR优化SRT的选用以及处理该废水的工艺设计和运行操作提供参考。

曝气强度对膜生物反应器处理石化废水工艺运行特征的影响

采用膜生物反应器(Membrane Bioreactor,MBR)处理石化废水,研究曝气强度分别为1.50,3.00 m3/(m2·h)的条件下,MBR对石化废水中主要污染物的去除特征、跨膜压差(Trans Membrane Pressure,TMP)和混合液性质的变化特征。结果表明:在两种曝气强度条件下MBR对COD、NH+4-N及挥发酚等污染物的平均去除率分别为80.74%、80.23%、96.79%和97.55%、99.34%、98.84%,即在不同曝气条件下,曝气强度的变化对MBR的污染物去除性能无显著影响。但随着曝气强度由1.50 m3/(m2·h)增加到3.00 m3/(m2·h),MBR达到设定的最大跨膜压差(TMPMax=25k Pa)的运行时间由11.8 d增加到31.4 d,TMP上升速率降低。通过活性污泥颗粒粒径分析发现:增加曝气强度后,对膜污染影响显著的活性污泥颗粒粒径范围(0~2μm)所占体积比由2.10%减小到1.78%;并且混合液中溶解性微生物产物(soluble microbial product,SMP)和胞外聚合物(extracellular polymeric substance,EPS)质量浓度分别由24.07 mg/L和15.66 mg/g减小到15.14 mg/L和9.81 mg/g,从而降低了膜污染速率。

填料添加方式对MBR运行稳定性及膜污染特征的影响

为提高MBR的去除性能并延缓膜污染,采用复合型悬浮生物膜强化膜生物反应器(hybrid suspended biofilm enhanced membrane bioreactor,HSBE-MBR)处理生物制药废水,考察了填料添加方式对HSBE-MBR中典型污染物的去除特征、运行稳定性及膜污染特征的影响,并分析了膜污染机理。结果表明:缺氧区和好氧区添加填料时(工况1),TCOD、N H4+-N和TN平均去除率分别为91.61%、97.08%和79.40%;缺氧区、好氧区及膜区添加填料时(工况2),TCOD、N H4+-N和TN平均去除率分别为91.09%、97.24%和83.66%。在上述2种工况下,HSBE-MBR对TCOD、N H4+-N和TN均具有良好的去除性能,且运行稳定性良好,工况2中TN去除率提高了4.26%。在工况1下,膜运行时间为0.02~8.17 d;在工况2下,膜运行时间为0.26~138 d。2种工况下的膜污染机理均以滤饼层污染为主,滤饼层阻力占比分别为94.7%和90.1%;膜区添加填料能够减缓膜表面滤饼层的形成,使滤饼层阻力降低8.07%;同时,混合液中溶解性微生物代谢产物(soluble microbial products,SMP)、松散结合EPS(loosely bound-EPS,LB-EPS)和紧密结合EPS(tightly bound-EPS,TB-EPS)浓度分别由(63.70±12.95)、(13.97±2.03)和(153.82±12.64)mg·g-1(工况1)降低为(31.77±3.17)、(9.11±0.40)和(78.12±18.92)mg·g-1(工况2)。粒度分布测定结果表明,膜区添加填料后,污泥平均粒径从31.35μm(工况1)增大至34.71μm(工况2)。根据污染物去除特征及膜污染特征,确定最优添加方式为在缺氧区、好氧区和膜区添加填料。上述研究结果可为提高MBR运行稳定性并改善膜污染提供参考。