AnOMBR工艺处理水中盐积累及膜污染特性研究

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厌氧正渗透膜生物反应器(AnOMBR,Anaerobic forward osmosis membrane bioreactor,以下均由AnOMBR代替)技术既具有正渗透技术的高截留性能,也具备厌氧生物技术的低能耗和资源回收的优点。实验在考察CTA-FO膜在AnOMBR系统中短期污染以及盐积累性能的基础上,进一步探索CTA膜和TFC膜两种膜材料在长期污染情况下反应器盐积累特性以及FO膜的污染层形成过程。实验结果显示,CTA膜的处理性能为:TOC去除率达97%,TP去除率可达100%,TN去除率为67%,NH4+-N去除率为66%;TFC膜的处理性能为:TOC去除率达98%,TP去除率可达100%,TN去除率为62%,NH4+-N去除率为62%。CTA膜对N的去除率要比TFC膜略有提高。受盐积累影响随着膜污染时间的增加,污泥粒径会逐渐减小,污泥浓度也在不断下降。CTA膜的污泥粒径从初始的413nm变为结束时的66.91nm,污泥浓度从4.2mg/L降至3.58mg/L,TFC膜的污泥粒径从初始的405.7nm变为结束时的69.96nm,污泥浓度从4.12mg/L降至3.26mg/L。膜污染分为无机污染和有机污染。无机污染主要由钙镁离子引起,污染24d后CTA膜上钙离子浓度为37.65mg/L,镁离子浓度为0.719mg/L;而TFC膜上钙离子浓度为41.25mg/L,镁离子浓度为1.885mg/L。同CTA膜相比,TFC无机污染更加严重。有机污染成分主要是蛋白质和多糖,且β-多糖比α-多糖更容易沉积在膜的表面。CTA膜和TFC膜表面污染物的形成方式相似,同时发现TFC膜表面的有机污染物更加致密,TFC膜的有机污染比CTA膜更加严重。在膜污染实验上,建议采用CTA膜。
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