粉末活性炭和好氧颗粒污泥对SMBR中膜污染的影响

摘要

膜生物反应器是将膜技术应用于污水处理的一项新兴技术，然而，膜污染现象是当前限制该技术广泛应用的主要瓶颈，它将导致膜通量下降或过膜压力的上升，影响出水水质且会对膜组件造成损坏。寻求延缓膜污染的对策将是本领域研究的重点和难点，也是本论文研究的目的。本文采用淹没式膜生物反应器处理模拟生活废水，以过膜压力和胞外聚合物主要为膜污染参数，用平行对比研究的方法，系统研究了两种延缓膜污染的物质—粉末活性炭和好氧颗粒污泥对膜生物反应器运行情况和膜污染情况的影响。
　　向膜生物反应器中投加不同量及粒径不同的粉末活性炭，对 PAC延缓膜污染的情况进行了考察。结果表明：投加了粉末活性炭的膜生物反应器相比较于传统膜生物反应器而言，膜污染现象得到明显改善（膜污染速率降低40％），其中投量为2g/L，粒径为120-200目的粉末活性炭对膜污染的控制作用较好；粉末活性炭的投加能减少胞外聚合物的含量，相对于传统膜生物反应器，其污泥混合液和膜丝表面上胞外聚合物的含量最多减少了48.58%和49.02%；粉末活性炭的投加对出水水质稍有改善，可使COD和氨氮去除率分别提高2%和5.39%。
　　向反应器投加2g/L粒径为120-170目的PAC，考察污泥浓度从5000mg/L提高到10000mg/L时反应器运行情况和膜污染的情况。结果显示：污泥浓度的增加使得胞外聚合物含量的增加，并进一步导致膜污染速率（dP/dt）由0.667kPa/day上升到1.188kPa/day。这一结果证明胞外聚合物的含量与过膜压力的变化速率和膜污染现象正相关。
　　以厌氧颗粒污泥为接种污泥，通过SBR法培养使其转化为好氧颗粒污泥，用以引入膜生物反应器中，考察了好氧颗粒污泥的性质及其对膜生物反应器运行效果和膜污染情况的影响。结果表明：好氧颗粒污泥代替普通活性污泥能够有效的减缓膜污染的发展，前者的膜污染速率相对于后者降低了39%；好氧颗粒污泥膜生物反应器同样可高效的去除污水中COD和NH4+-N。

目录

粉末活性炭和好氧颗粒污泥对SMBR中膜污染的影响

Membrane Fouling Study in Submerged Membrane Bioreactors by Addition of Powdered Activated Carbon and Aerobic Granular Sludge

Authorization

Acknowledgements

摘 要

Abstract

Contents

Nomenclature

List of Tables

List of Figures

Chapter 1 Introduction

1.1 Background

1.2 Literature review

1.3 Characteristics of powdered activated carbon and aerobic granular sludge

1.4 Objective and scope of research

Chapter 2 Materials and methods

2.1 Laboratory-scale submerged membrane bioreactor system

2.2 Analytical methods

2.3 Equipments used in this study

2.4 Membrane cleaning

Chapter 3 The effect of powdered activated carbon on the membrane fouling

3.1 Design of experiment

3.2 Result and discussion

3.3 Conclusion of this chapter

Chapter 4 The effect of MLSS on the membrane fouling

4.1 Design of the experiment

4.2 Result and discussion

4.3 Conclusion of this chapter

Chapter 5 The effect of aerobic granular sludge on the membrane fouling

5.1 The formation and characteristics of aerobic granular sludge

5.2 The effect of aerobic granular sludge on the effluent quality

5.3 The effect of aerobic granular sludge on the trans-membrane pressure

5.4 The effect of aerobic granular sludge on extracellular polymeric substances

5.5 Conclusion of this chapter

Conclusions

Reference

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