NaClO-PAC-UF对二级出水中抗生素抗性基因的去除效能及影响因素

采用次氯酸钠氧化结合粉末活性炭与超滤(NaClO-PAC-UF)组合工艺处理污水厂二级出水,考察NaClO投加量与水样的pH、温度对二级出水中抗生素抗性基因(ARGs)和溶解性有机物(DOC)去除效果的影响。结果表明,氧化阶段向水中添加次氯酸钠氧化剂有效氯浓度8.0 mg/L时去除效果最优,组合工艺对二级出水中不同类型ARGs(tetA、tetC、tetG、sulⅠ、sulⅡ)的去除量为10^(3.25)~10^(3.47)copies/mL,对细胞态和游离态ARGs去除效果明显增强;组合工艺对DOC去除率可达到57.5%,且对于不同分子量有机物的去除率整体都得到提高;升高温度以及降低pH皆能提升组合工艺对ARGs的去除效果。

PAC-UF组合系统在饮用水处理中的试验研究

试验考察了粉末活性炭(PAC)的投加对超滤膜(UF)运行性能的影响,结果表明:PAC投加到蒸馏水中使膜通量产生微小下降。单独用UF膜系统处理自来水时,膜的通量急剧下降,而PAC作为UF膜的预处理方式处理相同水量时,可以明显延长膜的运行周期;随PAC投量的增加膜稳定运行时间延长,通量下降率降低。物理清洗方式对PAC-UF组合系统中膜通量的恢复效果较好,而化学清洗方式对单独UF膜系统中膜通量的恢复效果较好。

PAC-UF工艺的膜污染特性及膜污染物质研究

针对污水处理厂二级出水在超滤膜(UF)工艺和粉末活性炭-超滤(PAC-UF)工艺中的运行,分析粉末活性炭(PAC)对膜污染的影响,并采用三维荧光光谱分析等方法分析膜污染的主要成分。试验分析表明,两种工艺中UF膜的膜通量均呈下降趋势而后趋于平缓,但PAC-UF工艺的下降趋势相对缓慢,说明PAC可以延缓膜污染的形成,但无法阻止膜污染的发生。根据三维荧光的分析,二级出水中的主要污染物为富里酸类物质和腐殖酸类腐殖质,溶解性微生物代谢产物和腐殖酸类腐殖质是造成可逆污染的物质,该污染物通过物理反冲洗可以被大部分去除;通过对碱洗液和酸洗液的分析,推测在PAC-UF工艺中造成UF膜片不可逆污染的物质为酪氨酸类蛋白质、色氨酸类蛋白质和富里酸类物质,这三种有机物是造成UF膜片不可逆污染的主要原因。

PAC-UF工艺处理沉淀池出水试验

利用粉末活性炭(PAC)和浸没式超滤膜组件联合处理净水厂沉淀池出水,并对处理前后水样的浊度、CODMn、UV254、TOC和三氯甲烷生成势进行检测.结果表明:PAC能够加强超滤膜对水中颗粒及胶体物质的控制,使出水的浊度保持在0.10NTU以下,去除率在95%以上;PAC能有效提高超滤工艺对有机物的去除能力,PAC的最佳投量在20～30mg/L;PAC和超滤膜联合使用还能去除三氯甲烷的前驱物,在投量为20～30mg/L时能降低23.9%～31.4%的三氯甲烷生成势.通过分析PAC投量对膜通量下降的影响可知,PAC投加可以降低膜污染,同时,PAC-UF工艺中形成的膜污染以粉末活性炭颗粒泥饼层为主,可以通过简单的水力反冲洗实现通量恢复。

PAC/UF—体化反应器的试验研究

对PAC／UF(粉末活性炭／超滤膜)一体化反应器处理微污染水源水进行了实验研究。结果表明，在UF反应器中添加PAC，COD_(Mn)的去除率较末添加时可提高20％-30％左右；系统运行稳定后，膜比通量是不添加PAC时的2倍左右，可有效地延缓膜污染的发生。

湘江长沙段水源水的微污染现状及PAC-UF去除研究

对湘江长沙段水源水的微污染现状进行了调查，得到了该段不同取样点的污染指标数据，分析了造成河段微污染状况的原因。采用PAC-UF小试装置处理了湘江微污染水源水，结果表明，该工艺稳定运行期间，浊度、氨氮、CODMn和UV254的去除率分别为99％、72．10％、46．18％和40．39％，出水满足饮用水卫生标准的要求；工艺系统中的亚硝化茵群和硝化菌群经过10～15d的驯化周期后，可以保持稳定的除氮效果。

PAC/UF的粉末活性炭投加优化研究

针对黄浦江微污染原水,进行PAC/UF组合工艺中试试验,研究了粉末活性炭优化,分析了PAC投加膜过滤性能及出水水质的影响。试验结果表明:PAC投加量对出水浊度的影响较小,出水浊度稳定在0.4 NTU以下,一次投加量400 mg/L可使UV_(254)去除率在50%左右。

PAC-UF组合工艺用于引黄水厂深度处理的试验研究

系统考察了粉末活性炭-外压式超滤膜(PAC-UF)组合工艺对引黄水厂沉淀池出水中污染物的去除效能,结果表明:UF膜本身对水中浊度以及藻类等污染物有很好的去除效果,但对有机污染物的去除能力有限。PAC-UF组合工艺对CODMn、UV254的去除率随着投炭量的增加而逐渐提高,但长期运行后去除率随时间的推移呈现出逐渐衰减的趋势。

粉末活性炭粒径对PAC-UF工艺处理效能的影响

采用3种粒径的粉末活性炭(PAC,50μm、3μm、200 nm),考察了PAC粒径变化对天然有机物的吸附性能和吸附前后的水中有机物分子量分布的影响,探讨了不同PAC投加量、投加方式和吸附程度条件下,PAC粒径对PAC-UF工艺处理效果以及膜污染的影响。结果表明,PAC可以有效地吸附UF膜难于截留的小分子量有机物,粒径减小有助于增强其对30 k^100 k分子质量有机物组分的吸附;PAC投加量增加和粒径减小均增大了其吸附容量,提高了PAC-UF工艺的有机物去除率,并进一步减缓了膜污染;集中式投加并未因为与有机物的接触时间延长而改善PAC-UF工艺的去除率和减缓膜污染程度,连续式投加是PAC-UF工艺最有效的投加方式;此外,PAC与有机物在膜面形成的活性炭滤饼层,可以对有机物起到额外截留的作用,而缓解膜污染的主要原因是PAC对有机物的吸附去除,吸附饱和的PAC会加剧膜污染。

PAC-MBR与BPAC-UF处理微污染原水对比研究

实验通过分别组建传统一体式PAC-MBR工艺装置和改进型分体式BPAC-UF工艺装置,对比研究了2组工艺装置对微污染源水氨氮和有机物的动态去除能力以及运行过程中的膜污染状况。结果表明,原理相同而构造不同的2组工艺对于氨氮及以COD_(Mn)和UV_(254)表征的有机污染物的去除能力相当,BPAC-UF工艺略显优势。由于BPAC-UF工艺具有较长的水力停留时间(HRT),微生物作用较充分,其抵抗膜污染能力更强。实验同时发现,在原水水质发生较大波动时,BPAC-UF污染物去除能力受影响幅度较PAC-MBR更小。但此时由于微生物分泌物增多,PAC-MBR工艺膜表面形成的炭骨架更利于吸附拦截生物分泌物,降低膜污染。

流场特性对PAC-UF中膜面PAC层不均匀性的影响

基于数值模拟的方法研究了各工艺条件下粉末活性炭-超滤(PAC-UF)系统的流场特性,评估反应器内流场速度和剪切力对膜面PAC滤饼层不均匀性的影响。模拟结果表明,随着PAC投加量由200 mg/L增至400 mg/L、转速由60 r/min增至150 r/min、膜组件高度由3.25 cm增至8.25 cm,膜组件两端剪切力差值分别增长了9.55%、234.51%、76.19%。反应器内不均匀分布的流场速度造成了膜组件轴向剪切力的明显差异,而该差异对膜面形成下薄上厚的不均匀PAC滤饼层产生重要影响;膜丝轴向剪切力差异性越大,形成的膜面PAC层下薄上厚现象越明显。采用三维电磁测速仪对数值模拟结果进行实验验证,得到反应器内流场速度实验值与模拟值吻合程度良好,印证了数值模拟方法的准确性。

超滤-纳滤双膜工艺深度净化天然雨水试验

随着人口数量增长与城市工业化进程的不断加快,对水资源的需求日益剧增。为了缓解水资源压力同时减轻城市排水系统的负担,开展了超滤-纳滤双膜工艺深度净化天然雨水的试验,探究了双膜工艺对天然雨水的水质净化效果。结果表明,超滤-纳滤双膜工艺可以有效降低雨水中污染物含量,对UV_(254)、总溶解性固体、总有机碳和电导率的平均去除率分别为87.5%、66.7%、32.0%和61.4%。双膜技术实现了对雨水中固体颗粒和溶解性有机物的高效去除,同时对荧光类有机物也显示出优异的截留效果。相比于常规的水处理工艺(混凝-沉淀-过滤工艺),双膜技术因具有出水水质优异、无二次污染、处理效率高等优势,在雨水的高效分离和资源化利用领域展现出较大的应用潜力。

UF膜与混凝粉末活性炭联用处理微污染原水

采用混凝、粉末活性炭和UF膜分离的联用技术对黄浦江原水进行试验 ,结果表明 ,混凝、粉末活性炭可有效地去除溶解性有机物 .混凝处理主要去除大分子量的有机物 ,粉末活性炭主要去除低分子量的有机物 .混凝、粉末活性炭还能有效地去除三氯甲烷生成潜能 (THMFP) ,对于低分子量的THMFP ,混凝去除效果很差 ,而粉末活性炭去除很好 .试验还表明 ,混凝、粉末活性炭还可大大降低膜的滤饼层阻力 ,当混凝剂投加量为 4mg/L时 ,膜的滤饼层阻力最小 .

UF膜过滤天然原水阻力特性的研究

黄浦江原水中的溶解性有机物是造成膜过滤阻力的重要因素。投加混凝剂会大大降低膜过滤阻力。使膜过滤阻力最小的最佳混凝剂投加量与去除水中溶解性有机物效果最佳的投加量一致。

PAC/超滤组合工艺处理常规工艺出水的中试研究

采用粉末活性炭(PAC)与超滤(UF)的组合工艺深度处理吴淞水厂的常规工艺滤后水,结果表明,该工艺能够有效地保证出水水质,且超滤膜的过滤性能稳定;经处理后,颗粒物、溶解性有机物和THMs等指标的含量都得到了不同程度的降低;PAC投量达到一定值后对有机物的去除效果提高不大,宜将其投量控制在16mg/L左右。

基于启发式最短路径的PAC任务调度算法

针对PAC实时系统中多种类型任务共存、部分任务之间具有时序相关性的特点,建立了混合关联任务系统的数学模型,将系统中待调度的任务看作构成状态空间树的状态节点,使任务执行序列的选择问题转化为状态空间树中寻找状态节点之间最短路径的问题;基于启发式搜索最短路径算法实现了PAC系统的任务调度机制,该算法通过在线搜索问题的状态空间树,在约束条件下寻找使代价评估函数取得极值的状态节点,从根节点出发并不停地寻找下个节点作为首发任务的后续任务,当根节点通过某条路径可以连接所有节点时,便形成了一个最优且可行的任务执行队列;实例分析和算法性能测试表明,该算法能较好地应用于PAC实时系统的任务调度中。

双凝固浴条件下TiO_(2)/PVDF-g-PEGMA/PVDF膜的制备及性能

将TiO_(2)和两亲聚合物PVDF-g-PEGMA一起加入铸膜液中,以乙醇溶液为第1凝固浴,利用其较高的成孔能力使改性膜表面生成大量孔洞,之后将改性膜放入第2凝固浴中,利用NaCl溶液对膜孔生长的抑制作用,制备孔隙率高、孔洞较小的亲水性TiO_(2)/PVDF-g-PEGMA/PVDF超滤膜。试验结果表明,第1凝固浴乙醇溶液质量分数为20%时,随着第2凝固浴NaCl溶液浓度的升高,α晶相的生长受到抑制,β晶相数量占比增大,表面粗糙度出现下降,改性膜的抗污染性能增强。试验中,m^(2)凝固浴条件(20%乙醇溶液,20 g/L NaCl溶液)下制备的改性膜性能最好,孔隙率达到1.94%,海藻酸钠截留试验中膜通量和截留率分别为288 L/(m^(2)·h)和68.08%;跨膜压力为10 psi(0.07 MPa)时的纯水通量和通量恢复率分别为1862 L/(m^(2)·h)和76.25%,较M0(仅20%乙醇溶液)均有所提高,trade-off效应得以缓解,牛血清蛋白吸附量下降到961.56μg/cm^(2),抗污染性能升高。

活性炭UF膜分离污水中COD的实验研究

试验考察了粉末活性炭的投加对超滤膜运行性能的影响,结果表明:随粉末活性炭投量的增加膜稳定运行时间延长,通量下降率降低。粉末活性炭的投加对膜过滤阻力影响不大。在此基础上又对PAC-UF组合系统去除有机物的效果进行了进一步研究,主要是对比研究了不同PAC投加量对5种不同配置水样中有机物的去除效果。得出如下结论:在相同PAC投加量下,CODMn值大的水样的CODMn平均去除率高,且出水CODMn值相近。说明了PAC-UF组合系统出水稳定,受水质差异的影响不大。

投加PAC延缓HDMBR处理印染废水膜污染研究

将动态膜技术与悬浮填料结合构建复合式动态膜生物反应器(HDMBR),采用HDMBR工艺处理印染废水,研究投加粉末活性炭(PAC)前后对印染废水的污泥混合液特性、胞外聚合物分布及其膜污染的影响。投加和未投加PAC反应器分别标为反应器A和B。实验结果表明:反应器A混合液的EPS增加量、LB-EPS积累量、粒径<10μm的微粒所占比例、膜通量与Zeta电位降低幅度均小于反应器B,投加PAC改善了污泥混合液的性质,有效地减缓膜污染。由膜表面滤饼的三维荧光光谱(EEM)与红外光谱(FTIR)解析,膜表面主要污染物是蛋白质和多糖。PAC的吸附性能及其在滤饼层"骨架"功能,可减少膜表面污泥滤饼层的形成和沉积,有利于延缓膜污染。

投加PAC对HDMBR处理印染废水效果的影响

将动态膜技术与悬浮填料相结合构建HDMBR(复合式动态膜生物反应器),采用HDMBR工艺处理印染废水,比较了投加粉末活性炭(PAC)对印染废水处理效能的影响。结果表明,投加PAC的反应器复合式动态膜性能、对污染物去除效果更好。系统稳定运行时,投加和未投加PAC反应器分别标为反应器A和B。A反应器对COD、UV_(254)、色度和浊度的去除率分别为96.20%,88.92%,92.12%,94.81%,分别比B反应器高2.16%,4.66%,5.65%,3.04%。三维荧光光谱解析表明印染废水经HDMBR处理,废水中溶解性有机物(DOM)的荧光峰强度沿程逐渐减弱,投加PAC可强化对DOM的去除。