《正滲透膜-生物反應器支撐層污染機制研究》是依託同濟大學，由王巧英擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：正滲透膜-生物反應器支撐層污染機制研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：王巧英
- 依託單位：同濟大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
本項目對正滲透膜-生物反應器（OMBR）技術在污水處理中套用時支撐層污染機制進行系統研究。分析不同種類驅動液與膜污染物的協同作用，探究驅動液的逆向滲透對支撐層污染機制帶來的影響；利用傅立葉紅外光譜、凝膠色譜、三維螢光光譜等方法，對OMBR系統中活性污泥及溶解性物質性質進行深入分析，建立混合液性質與支撐層污染之間的本質聯繫，揭示系統支撐層污染機制，識別優先污染因子；建立現場OMBR小試裝置，考察膜朝向、曝氣強度、驅動液循環速率等運行參數對支撐層污染趨勢的影響；對長期運行的OMBR系統支撐層污染性能進行監測，考察高鹽度環境下支撐層污染特性，並對高鹽情況下系統微生物菌群多樣性進行分析，鑑定優勢污染菌群，闡明支撐層孔內及表面生物污染特性。本項目旨在深入研究OMBR中正滲透膜支撐層污染機制，為OMBR技術在污水處理領域的實際套用提供理論依據。
結題摘要
本研究藉助一套正滲透膜評價裝置和兩套不同泥齡下運行的正滲透膜生物反應器，對正滲透膜的基本性能和處理生活污水時支撐層污染機制進行探討。主要表征了正滲透膜基本性能參數，重點研究了膜朝向、汲取液種類、汲取液濃度和膜面錯流速率流速四個因素對去離子水為原料液時的正滲透過程的影響規律。確立了錯流速率、清洗時間和清洗劑種類對膜通量恢復情況的相對最佳選擇。以此確定了正滲透膜反應器長期運行的操作條件和膜清洗的操作條件，監測並分析了正滲透膜反應器長期運行對有機物、營養鹽的去除能力等指標，污泥性質的變化和支撐層污染物組成。 通過比較實驗，確立了膜生物反應器運行膜朝向為AL-FS，這在長期運行中具有更高的出水通量和較低的膜污染水平。結果表明最佳正滲透膜操作條件為汲取液為0.5mol/L的NaCl溶液，錯流速率為10cm/s。膜清洗條件則為1%Alconox在20cm/s的錯流速率下清洗30min。 在FOMBR運行過程中，發現對CTA膜高錳酸鉀指數和總磷的截留率較高，分別達到了86.2%和接近100%。對氨氮的截留效率最低，僅為52.1%。接近穩定運行時，反應器的水通量在2.5 L/(m2h)左右，而反應器內TDS為5.46~8.59g/L。FOMBR運行過程中，支撐層膜污染的清洗的效率並不高，恢復至初始水通量的56.7%和61.0%，可見不可逆污染在整個膜污染中占據了不少的比重。活性污泥在整個運行過程中逐漸被馴化，SS和VSS由啟動時的迅速下降至趨於穩定和微小的回升。細胞活性受到鹽分的干擾有所降低，EPS分泌減少，SMP整體保持穩定。FOMBR過程運行結束時，通過SEM觀測和EDX分析顯示，膜表面的污染物以有機物為主，無機污染物中Si、Al、Fe、Ca、Mg等元素占據主要部分。 CTA和TFC正滲透反應器長期濃縮生活污水時，對原料液COD和TP的截留率較高，均大於99%；但對NH4+-N和TN的截留率較低。卷式CTA正滲透膜反應器穩定運行時，水通量維持在 (6.3±0.6) L/(m2h)，鹽通量為 (5.0±0.7) g/(m2h)。濃縮液水質COD、NH4+-N、TN、TP濃度分別為 (568±58) mg/L、(44.5±4.5) mg/L、(74.7±4.8) mg/L和 (18.3±1.4) mg/L。該項目研究結果表明正滲透膜分離技術用於實現生活污濃縮具有很好的套用前景。
