膜吸附反应器（MAR）对饮用水系统中病毒的去除

以尺寸与人体肠道病毒相近的f2噬菌体作为模型病毒,本研究采用膜吸附反应器（Membrane adsorption reactor,MAR）,考察膜分离与纳米TiO2耦合工艺对饮用水中病毒的去除效果．两种不同孔径的PVDF（0．20μm）、PAN（0．05μm）平板膜在自来水体系中对f2噬菌体的截留效果分别为1．88～2．56log和4．78～5．95log,大大超过理论计算值,这与膜具有不规则孔型的重叠筛网状结构直接相关．吸附实验结果表明,纳米TiO2对f2噬菌体的吸附在60min内即可达到吸附平衡,符合Freundlich等温吸附模型qe=27．4·Ce1.24．两组MAR系统对f2噬菌体的总去除率分别高达3．88log与6．40log,这主要是由于纳米TiO2的吸附作用,以及运行中在膜表面形成有效的滤饼层．纳米材料与膜系统的耦合既保持了系统对病毒的高效去除,又实现了纳米颗粒的有效分离回收,操作简单、费用低．     

再生纤维素膜对聚苯乙烯的截留性

本文用铜氨法以及微相分离和后处理技术制备了孔径30A至1000A的一系列再生纤维素膜。采用膜渗透计按流动速率法及静态渗透压法分别测定了它们的平均孔径2rf以及膜在甲苯溶液中对聚苯乙烯标样的截留率Re。得到膜平均孔径和所截留聚苯乙烯分子最Mw及其均方根末端距〈h~2〉~(1/2)之间的关系式分别为: lg2r?=lg0.155 0.59lgM_w lg2rf=lg0.589 0.96lg〈h~2〉~(1/2)     

浸没式双轴旋转厌氧膜生物反应器有机物降解动力学模型研究

有关浸没式MBR(SMBR)内有机物降解动力学模型的研究少见报道~([1～3]).在浸没式MBR内,有机底物降解的动力学特征与传统的处理工艺有所不同:(1)通过膜组件的截留作用能将全部的活性污泥微生物都拦截在反应器内,使得反应器内维持了较高的污泥浓度,从而降低了有机物.     

进水盐度对膜生物反应器运行效能的影响研究

进水盐度对膜生物反应器(MBR)的运行效能影响显著,尤其是进水含盐量为5 g/L时,明显恶化了污泥可滤性,膜污染速率加快;MBR混合液中溶解性微生物产物(SMP)和胞外聚合物(EPS)含量随钠离子浓度变化而变化,其中SMP中蛋白质含量与钠离子浓度密切相关;与紧密结合态EPS(TB)相比,钠离子含量对松散结合态EPS(LB)浓度的影响更大;不同盐度对COD及NH4+-N影响不明显,系统对COD及NH4+-N的去除效果稳定,分别保持在92%及94%以上,高盐度对MBR总磷去除率降低明显。     

Virus rejection with two model human enteric viruses in membrane bioreactor system

A membrane bioreactor (MBR) with gravity drain was tested for virus rejection with two coliphages, T4 and f2, which were used as surrogates for human enteric viruses. Virus rejection was investigated by PVDF and PP membrane modules, with the pore sizes of 0.22 and 0.1 μm, respectively. In tap water system, 2.1 lg rejection of coliphage T4 could be achieved by PVDF membrane compared with complete rejection by PP membrane, while for coliphage f2 with smaller diameter, 0.3―0.5 lg rejection of the influent virus was removed by the two membranes. In domestic wastewater system, cake layer and gel layer on the membrane surface changed the cut-off size of the membrane so that there was no significant difference between PP and PVDF for each coliphage. The removal ratios of coliphage T4 and f2 in the MBR were more than 5.5 and 3.0 lg, respectively. Compared with 5.5 lg removal for virus T4 in the MBR system, only 2.1 lg (96.8%―99.9%) removal rate was observed in the conventional activated sludge system with the influent virus concentration fluctuating from 1830 to 57000 PFU/mL. Only 0.8%―22% virus removal was the effect of adsorption to activated sludge, which showed a decreasing tendency with the retention time, while 75%―98% was the effect of virus inactivation by microbial activity. It indicated that the major mechanism of virus removal was not the transfer of viruses from the water phase to the sludge phase but inactivation in the biological treatment process.     

不同价态铁离子对膜生物反应器影响研究进展

膜生物反应器(Membrane bioreactor,MBR)作为一种新型的污水处理技术,近些年来备受关注。然而,膜污染问题成为了该工艺广泛应用的最大障碍。现已证明,向MBR中投加铁系混凝剂能够减缓膜污染。本文首先综述了不同价态铁离子对MBR污染物去除的影响,然后对铁离子在污泥混合液中分布及迁移转化进行了分析,接着阐明了铁离子对膜污染的影响,最后对该领域的研究进行了展望。     

铁系混凝剂的投加对膜生物反应器运行效能的影响

膜生物反应器(MBR)作为一种高效的污水处理及回用工艺,与传统活性污泥法相比具有众多优势。然而,膜污染问题限制了该工艺的进一步大规模应用。众多研究者已证实,投加铁系混凝剂能有效改善MBR中混合液的可滤性,从而减缓膜污染。本文首先介绍了胞外聚合物对膜污染的影响机制,然后总结了铁系混凝剂投加对MBR污染物去除、膜污染速率及Fe3+在污泥混合液中的分布的影响;最后,对铁系混凝剂在MBR中应用进行了展望。     

Fe3+对MBR减缓膜污染的研究进展

膜生物反应器(membrane bioreactor, MBR)作为一种高效的污水处理及回用工艺,比传统的活性污泥法具有更多优势。然而,膜污染问题是限制其广泛应用的关键性问题。众多研究者已证实Fe₃₊能有效的改善MBR中混合液的可滤性及减缓膜污染。本文简述了MBR污泥混合液中主要污染物—胞外聚合物(extracellular polymeric substances, EPSs),并总结Fe₃ 在去除混合液中污染物、减缓膜污染方面的效能及其对污泥混合液的影响。最后,对Fe₃ 在减缓MBR膜污染的未来研究方向进行展望。     

膜生物反应器中AHL分析技术研究进展

膜生物污染一直是膜生物反应器(membrane bioreactor,MBR)在废水处理工艺中需要解决的一大难题。最近研究表明：基于群体感应的淬灭技术可以作为MBR活性污泥体系中一种有效的膜生物污染防治策略。因而,识别和分析群体感应产生的信号分子是应用群体淬灭技术防治MBR中膜生物污染的关键。本文首先介绍了活性污泥体系中的群体感应机理和N-酰基高丝氨酸内脂(N-acyl homoserine lactone,AHL);其次,归纳近期研究中针对MBR中AHL定性和定量分析方法;最后,对MBR中AHL识别及分析技术应用进行了展望。     

大蒜素包埋球对膜生物反应器混合液可滤性影响解析

将由大蒜素包埋在海藻酸钠中制成的大蒜素包埋球(AEBs)投加至膜生物反应器(MBR)中,以探讨大蒜素的群体猝灭(QQ)效应对MBR污泥混合液可滤性的影响。结果表明,QQ作用对污泥混合液性质影响显著,对MBR污染物去除影响较小;混合液中胞外聚合物(EPS)和溶解性微生物代谢产物(SMP)含量降低;通过对修正污染指数(MFI)检测表明,QQ可提高污泥混合液可滤性,该指标与胞外多糖浓度紧密相关。     

膜生物反应器在废水处理中的应用及研究

膜生物反应器是将生物反应器与膜分离技术相结合的一种高效废水处理新技术。介绍了膜生物反应器的类型、特点以及其在处理生活污水、工业废水、垃圾渗透液、粪便污水和中水回用中的研究和应用现状,提出了膜生物反应器所存在的问题及其研究进展。     

NaClO原位清洗对膜生物反应器生物膜污染影响研究进展

膜生物反应器(MBR)的膜污染问题严重制约了该工艺进一步快速的商业化推广,全面认识NaClO原位氧化清洗对MBR生物膜污染的影响,对于开发新型膜清洗技术及MBR工程优化具有重要意义。本文从微生物胞外关键组分空间分布角度综述了NaClO原位清洗对生物膜污染及生物絮凝的影响,并探讨了生物絮体重构机制及强化生物絮凝的相关措施。最后,本文从减缓膜污染的角度,对该领域未来的研究方向进行了论述。     

膜生物反应器中N-酰基高丝氨酸内脂分析技术研究进展

膜生物污染一直是膜生物反应器(Membrane bioreactor,MBR)在废水处理工艺中需要解决的一大难题。新近研究表明,基于群体感应的猝灭技术可以作为MBR活性污泥体系中一种有效的膜生物污染防治策略。因而,识别和分析群体感应产生的信号分子是应用群体猝灭技术防治MBR中膜生物污染的关键。本文首先介绍了活性污泥体系中的群体感应机理和N-酰基高丝氨酸内脂(AHLs)类化合物;接着,归纳了近期研究中针对MBR中AHLs定性和定量分析的方法;最后,对MBR中AHLs识别及分析技术的应用前景进行了展望。     

TiO_2/PVDF复合中空纤维膜的制备和表征

采用相转化法制备了二氧化钛 (TiO2 ) 聚偏氟乙烯 (PVDF)复合中空纤维膜 .应用牛血清白蛋白截留实验、扫描电子显微镜、热重分析、X射线衍射分别对复合膜的分离性能、微观结构、热稳定性和晶相组成进行了分析 .结果表明复合膜的性能与纯PVDF膜的相比有显著的改善 ,其中对牛血清白蛋白的截留率从 3 2 7%提高到 86 6 7% ,单根纤维的断裂应力从 3 35MPa提高到 4 70MPa ,提高了 4 0 3% .氮气吸附实验测定的孔径分布进一步表明复合膜的孔径分布变窄 ,孔径变小 .     

膜催化研究 Ⅱ.多孔无机膜的制备与表征及其反应器对甲醇脱氢反应的促进作用

采用溶胶-凝胶法制备了多孔氧化铝膜,并通过DSC、TGA、SEM、N_2吸附和气体透过率测定等手段,对膜的性能进行了表征.结果表明,用这种方法制备的多孔氧化铝膜是一种均匀无裂痕和具有较窄孔径分布(约4nm)的膜材料.将此多孔氧化铝膜制成膜反应器后,用于甲醇催化脱氢制甲醛的反应,发现甲醇转化率比常规反应器有较大幅度的提高.同时首次尝试采用溶胶-凝胶法将催化活性组分直接负载到多孔氧化铝膜上,从而得到了一种具有催化活性的多孔膜,并考察了它的反应活性.文中对由这两种多孔膜及钯/陶瓷复合膜制成的反应器的特点进行了比较.     

大蒜素包埋球对MBR混合液可滤性影响解析

本研究采用大蒜素为原料,将其包埋在海藻酸钠中,制成大蒜素包埋球(allicin entrapping beads, AEBs)并投加至膜生物反应器(membrane bioreactor, MBR)中,以探讨大蒜素的群体淬灭(quorum quenching, QQ)效应对MBR污泥混合液可滤性的影响。实验结果表明：QQ作用对污泥混合液性质影响显著,对MBR污染物去除影响较小;混合液中胞外聚合物(extracellular polymeric substances, EPS)和溶解性微生物代谢产物(soluble microbial products, SMP)含量降低;通过对修正污染指数(modified fouling index, MFI)检测表明,QQ可提高污泥混合液可滤性,该指标与胞外多糖浓度紧密相关。     

纳滤膜对电解质溶液分离特性的理论研究(I): 单一电解质溶液

电解质溶液在纳滤膜中的截留率对于膜法海水淡化和重金属离子的脱除非常重要. 本文假定膜具有狭缝状孔, 采用扩展Nernst-Planck方程、Donnan平衡模型和Gouy-Chapman理论来描述电解质溶液中离子在膜孔内的传递现象. 使用纯水透过系数、膜孔径及膜表面电势来表征纳滤膜的分离特征, 这三个参数可通过Levenberg-Marquardt方法由实验数据关联得到. 本文使用该模型计算了两种商用纳滤膜(NF45和SU200)对1-1型(NaCl, KCl, LiCl), 2-1型(K₂SO₄)和2-2型(MgSO₄)单一电解质溶液的截留率, 并与实验数据进行了比较, 两者吻合较好. 计算结果表明电解质溶液中离子在纳滤膜孔内传递的主要机理是离子的扩散和电迁移, 纳滤膜对电解质溶液中离子的分离效果主要由空间位阻和静电效应决定. 该模型在低浓度时对电解质溶液通过纳滤膜的截留率计算结果较准确, 但对高浓度电解质溶液则偏差较大.     

纳滤膜对电解质溶液分离特性的理论研究(Ⅰ):单一电解质溶液

电解质溶液在纳滤膜中的截留率对于膜法海水淡化和重金属离子的脱除非常重要.本文假定膜具有狭缝状孔,采用扩展Nernst-Planck方程、Donnan平衡模型和Gouy-Chapman理论来描述电解质溶液中离子在膜孔内的传递现象.使用纯水透过系数、膜孔径及膜表面电势来表征纳滤膜的分离特征,这三个参数可通过Levenberg-Marquardt方法由实验数据关联得到.本文使用该模型计算了两种商用纳滤膜(NF45和SU200)对1-1型(NaCl,KCl,LiCl),2-1型(K2SO4)和2-2型(MgSO4)单一电解质溶液的截留率,并与实验数据进行了比较,两者吻合较好.计算结果表明电解质溶液中离子在纳滤膜孔内传递的主要机理是离子的扩散和电迁移,纳滤膜对电解质溶液中离子的分离效果主要由空间位阻和静电效应决定.该模型在低浓度时对电解质溶液通过纳滤膜的截留率计算结果较准确,但对高浓度电解质溶液则偏差较大.     

TiO_2光催化/膜分离耦合过程降解偶氮染料废水

以钛酸丁酯为前驱体,采用酸性溶胶法在低温下(<100oC)制备了纳米级TiO2粉末,X射线衍射分析表明,样品为锐钛矿型,晶粒尺寸为3.6nm.以250W紫外灯为光源,在自制悬浮式光催化膜反应器中进行降解活性艳红X-3B有机染料废水实验,采用尼龙6(N6)和混合纤维素(CN-CA)两类微滤膜对TiO2颗粒进行截留分离.综合考察了影响光催化和膜分离效率的因素.结果表明,反应起始pH值和催化剂用量对光催化膜反应器运行性能影响很大,该耦合体系的最佳pH值为4,染料和催化剂最佳浓度比为2:1,0.45和0.22μm的CN-CA膜对TiO2颗粒截留率可达96.5%以上.     

TiO2光催化/月莫分离耦合过程降解偶氮染料废水

以钛酸丁酯为前驱体,采用酸性溶胶法在低温下(<1000℃)制备了纳米级TiO2粉末,X射线衍射分析表明,样品为锐钛矿型,晶粒尺寸为3.6nm.以250W紫外灯为光源,在自制悬浮式光催化膜反应器中进行降解活性艳红X-3B有机染料废水实验,采用尼龙6(N6)和混合纤维素(CN-CA)两类微滤膜对TiO2颗粒进行截留分离.综合考察了影响光催化和膜分离效率的因素.结果表明,反应起始pH值和催化剂用量对光催化膜反应器运行性能影响很大,该耦合体系的最佳pH值为4,染料和催化剂最佳浓度比为2:1,0.45和0.22μm的CN-CA膜对TiO2颗粒截留率可达96.5%以上.