动态膜生物反应器技术的研究现状及发展方向
生物反应器技术的发展与应用
生物反应器技术的发展与应用随着生物技术的不断发展,生物反应器技术已成为生物工程领域中一个重要的技术路线。
生物反应器是一种能够控制和维持生物化学反应的容器,可以模拟自然环境,提供营养物和辅助条件,使生物细胞在容器内进行代谢反应。
生物反应器技术既可以用于制备生物制品,也可以用于废水处理、污水净化、有机废弃物处理等工业领域。
一、生物反应器技术的发展历程生物反应器技术源于20世纪初期,最初仅能用于探究细胞新陈代谢的规律。
到了20世纪50年代,随着生物技术的逐步发展,生物反应器技术得到了一定的进步。
60年代,出现了第一个装配式生物反应器(Bioreactor)。
70年代,随着微生物发酵、细胞培养等领域的不断扩展,生物反应器得到了进一步的发展。
80年代以来,随着新材料和微电子技术的不断应用,生物反应器技术发展的速度更加迅猛,涌现出了各种类型和种类的反应器。
二、生物反应器技术的优势生物反应器技术具有以下优势:1.高度可控性:生物反应器内的环境参数(如温度、压力、氧气含量等)可以轻松地进行监测和控制。
这种高度可控的环境可以使细胞内的代谢反应得到优化,提高生产效率。
2.高产出:生物反应器可以通过对细胞的复制和快速生长,同时以最佳化环境控制方式来实现生产成品的高效和高产出。
3.多样性和可再生性:生物反应器可以适应不同的细胞类型和生产需求。
同时,细胞可在生物反应器环境中进行可控性的再生。
4.生态友好型:生物反应器多半采用天然的微生物进行生产。
对比传统的工业环境,微生物对环境的污染较少,相对于传统的化学工业生产过程更加环保。
5.资源利用率高:反应器内可以采用先进的废水处理等技术,实现资源的有效利用。
那些传统工业中的有机物采用作为生物反应器的底物,可以减少物质和能量的浪费。
三、生物反应器技术在工业领域的应用生物反应器技术在工业领域的应用已经比较广泛。
生物反应器可以用于生物物质的生产和废水处理。
1. 生物物质生产生物物质的生产是生物反应器的主要应用之一,可用于生造食品添加剂,医药等行业的制剂,如酵母发酵生产醇类、工业酵母发酵生产面团、压缩酵母等。
mbr技术应用现状及发展新趋势
mbr技术应用现状及发展新趋势MBR技术(膜生物反应器)是一种将活性污泥法与膜分离技术相结合的污水处理技术。
它通过在生物反应器中引入膜分离装置,能够高效地去除污水中的悬浮物、胶体物质和微生物等,使处理后的水质达到国家排放标准。
目前,MBR技术已经得到广泛应用,并在实际工程中取得了良好的效果。
MBR技术的应用现状:1.城市污水处理厂:MBR技术在城市污水处理厂得到广泛应用。
由于MBR技术能够有效去除悬浮物和微生物,处理后的水质稳定,适合用于灌溉、冲洗和工业用水等水源。
2.工业废水处理:MBR技术具有处理废水中有机物浓度高、水质波动大的特点,适用于各种工业废水的处理。
例如,纺织、造纸、化工等行业利用MBR技术处理废水,能够达到较高的处理效果。
3.海水淡化:MBR技术可以在海水淡化过程中用于去除悬浮物和胶体物质,减轻后续淡化设备的负担。
MBR海水淡化技术在节能和降低成本方面具有优势。
MBR技术的发展新趋势:1.技术改进:随着MBR技术的不断发展,越来越多的新材料和新工艺被应用于MBR膜的制备和运行中,以提高膜的抗污染能力和使用寿命。
同时,MBR技术也通过改进、优化反应器结构和控制系统,提高了系统的稳定性和运行效率。
2.结合其他技术:MBR技术和其他污水处理技术的结合也成为发展的趋势。
例如,MBR技术与生物膜反应器(MBBR)技术相结合,形成MBMBR技术,在提高处理能力的同时减少了化学药剂的使用量。
3.能源回收利用:MBR技术在处理废水的过程中产生的污泥可以通过厌氧消化和沼气发电等方式进行能源回收利用。
这不仅能够减少废弃物的处理量,还可以节约能源成本。
4.智能化和自动化:随着信息技术的快速发展,MBR技术在控制和管理方面也趋向于智能化和自动化。
通过实时监测和数据分析,可以对系统的运行状态进行实时调整和优化,提高运行效率。
总而言之,MBR技术在城市污水处理、工业废水处理和海水淡化等领域具有广阔的应用前景。
生物反应器行业现状和发展趋势
生物反应器行业现状和发展趋势1.引言1.1 概述概述:生物反应器是一种用于生物化学反应和生物过程控制的设备或系统。
它在许多领域中广泛应用,包括生物工程、制药、环境保护和食品工业等。
随着人们对于健康和环境保护意识的增强,生物反应器行业逐渐得到了更多的关注和发展。
本文旨在详细分析生物反应器行业的现状和发展趋势。
通过对市场规模、增长趋势和技术应用领域的研究,我们将全面了解生物反应器行业目前的状态和潜力。
同时,本文还将探讨生物反应器行业未来的发展方向,包括可持续发展和环境保护的要求,以及创新技术和市场前景的推动因素。
在2.1节中,我们将介绍生物反应器行业的现状。
通过分析市场规模和增长趋势,我们将揭示生物反应器行业的潜在价值和市场需求。
此外,我们还将探讨生物反应器在不同领域中的应用情况,包括生物工程和制药行业。
通过对技术发展和应用领域的研究,我们可以了解生物反应器在不同行业中的重要性和发展趋势。
在2.2节中,我们将探讨生物反应器行业的发展趋势。
其中一项重要趋势是可持续发展和环境保护的要求。
生物反应器作为一种环境友好型技术,在减少废物产生和能源消耗方面具有巨大潜力。
另一个趋势是创新技术和市场前景。
随着科学技术的不断进步和市场需求的变化,生物反应器行业将面临新的机遇和挑战。
在结论部分,我们将总结生物反应器行业的现状和发展趋势。
通过对市场规模、技术发展和应用领域的综合分析,我们可以得出生物反应器行业的重要性和潜力。
最后,我们将探讨生物反应器行业未来的发展方向,包括技术创新、市场拓展和合作机会等。
通过本文的研究,读者将对生物反应器行业的现状和发展趋势有更深入的了解。
同时,本文也为该行业的从业者、投资者以及相关研究人员提供了有价值的参考和指导。
相信通过我们的努力和持续的关注,生物反应器行业将迎来更加繁荣和可持续的发展。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以包括以下内容:文章结构部分旨在向读者介绍本篇长文的整体结构和各个章节的内容安排,使读者能够清晰地了解文章的组织和主要论点。
膜生物学中的研究现状及未来发展趋势
膜生物学中的研究现状及未来发展趋势膜生物学是一门涉及细胞膜的生物学领域。
细胞膜是细胞内部与外部之间的重要界面。
细胞膜中包含着许多与生命过程密切相关的蛋白质、糖类和脂质等生物分子。
在膜生物学的研究中,科学家们利用多种手段来研究细胞膜的结构和功能。
本文将介绍膜生物学中的研究现状及未来发展趋势。
第一部分:膜生物学的历史细胞膜的发现可以追溯到19世纪50年代,当时科学家们发现细胞具有一层薄膜来包裹整个细胞。
在20世纪初期,生物学家们开始研究这层细胞膜的化学性质,发现细胞膜主要由脂质分子组成。
随着时间的推移,人们对细胞膜的了解越来越深入,膜生物学这门学科也逐渐形成。
随着科技的进步,膜生物学的研究范围不断扩大。
科学家们开始研究细胞膜中的蛋白质和糖类等分子。
他们利用多种技术手段,如光谱学、X射线衍射和电子显微镜等,来研究这些分子在膜中的分布和作用。
第二部分:膜生物学中的主要研究方向1. 膜蛋白的研究膜蛋白是细胞膜中最重要的成分之一。
膜蛋白具有丰富的生物学功能,可以在细胞膜上分子分子识别、信号转导和物质转运等方面发挥重要作用。
在膜生物学的研究中,科学家们利用多种技术手段,如晶体学和NMR等,来研究膜蛋白的三维结构和功能。
2. 细胞膜的脂质组成和结构膜生物学的另一个重要研究方向是研究细胞膜的脂质组成和结构。
细胞膜中的脂质主要有磷脂、鞘磷脂、甘油磷脂和胆固醇等。
这些脂质分子在细胞膜中起着重要的基础性质作用。
近年来,科学家们发现细胞膜中还存在许多非磷脂调节物质,如脂环素和色素等。
这些物质对细胞膜的结构和功能具有重要作用。
3. 细胞膜的信号转导细胞膜对外界刺激的反应是通过信号转导来实现的。
在膜生物学的研究中,科学家们关注细胞膜上的重要信号转导分子,如G蛋白、酪氨酸激酶和丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶等。
科学家们使用多种手段,如免疫印迹和免疫共沉淀等,来研究这些分子的功能和相互作用。
第三部分:膜生物学的未来发展趋势1. 多向度结构研究未来膜生物学的主要发展方向之一是多向度结构研究。
2024年MBR膜市场规模分析
2024年MBR膜市场规模分析引言膜生物反应器(Membrane Bioreactor,MBR)是一种将膜技术与生物反应器结合的水处理系统。
MBR膜市场在过去几年中取得了显著增长,由于其高度效率、出色的固液分离效果以及对水质要求的严格性,被广泛应用于废水处理和水再循环等领域。
本文将对MBR膜市场规模进行分析,并探讨其未来发展前景。
MBR膜市场概述MBR膜市场规模是指由MBR膜产品销售所带来的总收入。
MBR膜市场具有广阔的应用前景,主要包括工业和城市废水处理、污水处理厂的升级和改造、分离污染物和微生物等领域。
MBR膜的高效处理效果和优异的固液分离性能使其成为市场需求的热点。
2024年MBR膜市场规模分析根据市场研究数据,MBR膜市场规模呈现出稳步增长的趋势。
市场规模分析主要涉及以下几个方面:1.全球市场规模根据最新的市场报告,全球MBR膜市场规模持续增长。
预计到2025年,全球MBR膜市场规模将超过XX亿美元,并且将以平均XX%的年复合增长率增长。
市场份额最大的地区包括亚太地区、欧洲和北美地区。
2.应用领域 MBR膜广泛应用于工业和城市废水处理领域,是目前最受欢迎的应用领域之一。
随着环境保护意识的增强以及对水资源的可持续利用要求的提高,MBR膜在废水处理行业中的市场需求将继续增长。
3.市场驱动因素 MBR膜市场的增长主要受以下因素影响:–政府环保政策的支持:各国政府制定的环保政策对MBR膜市场的发展起到了积极的推动作用。
–工业废水处理需求的增加:工业领域产生的废水日益增多,MBR 膜在高效处理工业废水方面的优势使其在市场中得到广泛应用。
–水资源短缺问题:随着全球水资源短缺问题的日益凸显,MBR 膜作为一种高效的水处理技术,可以有效地回收和利用水资源。
4.市场竞争格局目前,MBR膜市场存在着一些主要的供应商,包括BASF、Koch Membrane Systems、GE Water & Process Technologies等。
生物反应器的分类与发展
分都可经过人为驯化为生物反应器
动物血液生物反应器
动物膀胱生物反应器
动物生物反应器
外源基因编码产物可直 接从血清中分离
出来,血细胞组分可通 过裂解细胞获得,
外源基因在膀胱中表达的转基因动物 生物反应器,叫动物膀胱生物反应器
动物乳腺生物反应器
动物乳腺生物反应器利用哺
泌尿系统
乳动物乳腺特异性表达的启 动子元件构建转基因动物,
生物反应器是发酵工程中最重要的设备之一
原料
原料制备 预处理
能量 灭菌
过程控制
生物 反应器
能量 产品回收
产物
空气
空压机 除菌
热量
废物
二、生物反应器的分类
机械搅拌式反应器 气升式生生物反应器
动物生物反应器 植物生物反应器
生物反应器有很多种,按照不同的分类角度
组织或整株植物,
其中以转基因植物作为生物反应器生产贵重药物和疫
苗已经成为植物基因工程中最有研究前景和商业价值的领
域,
植物生物反应器种类不断增多, 从最初的烟草、拟南
芥到后来的马铃薯、番茄、香蕉、木瓜、豇豆、菠菜、苜
蓿、油菜和芜青等,表达产物包括疫苗、抗体及其片段、
细胞因子、酶及其它药用蛋白和生物活性肽等,
3 生产啤酒 4 生产能源
目前用来生产啤酒的填充 床固定化细胞反应器已完 成中试进入工业生产阶段
光合细菌利用有机物作为电子供 体光敏产氢为工业化生产清洁、 无污染的生物能源提供了具有竞
争力的技术方法
2、动物生物反应器
一般把目的片段在器官或组织中表达的转基因动物叫动 物生物反应器,几乎任何有生命的器官、组织或其中一部
在转基因家畜血液中得到人免疫球蛋白、d 球蛋白、B球蛋白、胰蛋白酶、干扰素和生长激素 等,并且都具有正常的生物活性,美国哺乳动物细 胞表达或生产的生物技术药物有53种,
MBBR工艺的研究现状与应用
MBBR工艺的研究现状与应用MBBR(Moving Bed Biofilm Reactor,流动床生物膜反应器)工艺是一种新型的生物处理工艺,广泛应用于废水处理和污水处理领域。
1.工艺原理与特点:MBBR工艺利用生物膜固定化技术,通过将高效的生物膜固定于流动床体上,形成活性污泥颗粒,从而实现废水中有机物和氨氮等的降解和去除。
MBBR工艺具有处理效果好、运行稳定、占地面积小、适应性强等特点,因此被广泛应用于各类废水处理系统中。
2.应用范围与应用案例:MBBR工艺广泛应用于工业废水处理、城市污水处理等领域。
在工业废水处理方面,MBBR工艺可处理包括化工废水、制药废水、纺织废水、食品饮料废水等多种类型的工业废水;在城市污水处理方面,MBBR工艺可用于中小型污水处理厂、农村污水处理等领域。
例如,中国石化企业采用MBBR工艺处理化工废水,处理效果达到国家排放标准;荷兰城市污水处理厂采用MBBR工艺处理城市污水,提高了处理效率和出水质量。
3.工艺优化与改进:随着MBBR工艺的不断应用和研究,人们对于该工艺进行了一系列的优化和改进。
如调节流量、温度和进水浓度等操作参数;添加填料和两相分离器等改进装置;采用生物荧光技术和分子生物学方法研究微生物群落结构和功能等。
这些优化和改进措施可以提高MBBR工艺的废水处理效率和稳定性。
4.未来发展趋势:MBBR工艺在废水处理领域具有广阔的发展前景。
随着环境污染问题的日益突出和国家对水资源的保护要求的提高,MBBR工艺将得到更加广泛的应用。
未来的研究重点将集中在MBBR工艺的效能提升、反应器运行稳定性、与其他工艺的联合应用等方面。
综上所述,MBBR工艺是一种具有较好处理效果和运行稳定性的新型生物处理工艺。
在研究和实际应用中,MBBR工艺不断进行优化和改进,并得到广泛的应用于工业废水和城市污水处理领域。
未来,MBBR工艺将进一步发展和完善,为保护环境和促进可持续发展做出更大贡献。
膜生物反应器(MBR)研究现状及发展趋势
膜生物反应器(MBR)研究现状及发展趋势膜生物反应器(Membrane Bioreactor, 简称MBR)是一种将膜技术与生物反应器相结合的新型污水处理技术。
自20世纪80年代开始研究以来,MBR凭借其高效、节能的特点在污水处理领域迅速得到了广泛应用。
本文将从MBR的基本原理、研究现状以及发展趋势三个方面进行探讨。
MBR的基本原理是在传统的活性污泥法基础上加入膜分离技术。
污水通过生物反应器,通过微生物的作用来分解有机污染物。
随后,通过膜分离过程,将污水和活性污泥进行分离。
由于膜分离可以有效隔离悬浮物、胶体物以及微生物,因此可以实现几乎绝对的固液分离效果。
同时,膜分离还可以实现过滤膜上的生物附着层,从而减少生物反应器中传统沉淀污泥的产生,提高处理效果。
MBR的研究现状主要体现在以下几个方面。
首先,研究者通过对反应器结构的优化,如提高通气效果、优化水流动力学以及增加反应器的比表面积等,提高污水处理的效果。
其次,针对MBR中膜污染问题,研究者进行了大量的研究工作,使得膜耐污性得到了极大提高。
第三,近年来,随着膜技术的进一步发展,新型的膜材料和膜模块不断涌现。
这些新技术的应用进一步改善了MBR的性能。
最后,智能化控制系统也成为MBR 研究的热点领域,通过引入自动化控制技术,可以提高工艺运行的稳定性和可靠性。
MBR的发展趋势主要体现在以下几个方面。
首先,膜技术的进一步提升将改善膜的耐污性,延长膜的使用寿命。
其次,随着MBR在实际应用中的不断推广,成本降低将成为发展的关键。
通过改进反应器结构、减少设备的耗能,降低MBR技术的总体成本是未来的发展方向之一。
第三,MBR的自动化程度将得到进一步提高,通过引入先进的控制系统和远程监控技术,可以实现对污水处理过程的实时监测和管理。
此外,MBR技术还将与其他新兴技术结合,比如光催化、电化学等,形成多技术联合治理的综合技术体系。
尽管MBR在污水处理方面取得了显著的成果,但仍然面临一些挑战。
膜生物反应器的优缺点及改进
膜生物反应器的优缺点及改进一、与传统工艺相对比膜生物反应器(MBR)是一种新型的水处理技术,具有传统方法不及的许多优点,能够满足目前国际上严格的污水排放标准,具有很好的应用前景。
MBR工艺是将活性污泥法和膜分离技术相结合而形成的一种新型废水处理工艺,一般由膜组件、生物反应器和泵三大部分组成,是一种由膜组件与生物反应器结合而成的生物化学反应系统。
随着我国废水水量的剧增和水质处理难度的加大,传统的生物处理法存在的问题日益突出,相比之下,膜生物反应器处理工艺的优点更加明显,主要表现为以下几方面:(1)分离效率高,设备容积负荷大:MBR工艺由于膜的机械截流作用,较大地避免了曝气池内微生物的流失,使得反应器内污泥浓度较高,大大提高了设备的容积负荷;(2)满足严格的污水排放标准;(3)占地面积小:传统工艺一般都设有初沉池、二沉池,构筑物多, 占地面积大, 与土地日益紧张的现状相矛盾,而MBR工艺流程紧凑,生物反应器取代了二沉池,大大缩小了构筑物的占地面积。
(4)污泥产量少,后期处理容易:由于MBR工艺中, 膜的截留作用延长了污泥泥龄, 反应器可以起到污泥消化池的作用,因此使得污泥产量少,后期处理较容易。
(5)出水稳定,耐冲击负荷:传统工艺一般耐水质、水量和有毒物质冲击负荷能力弱,运行不稳定,而MBR中活性污泥浓度能随进入反应器的有机物浓度变化而变化,达到一个动态平衡,因此可以使得出水稳定,且耐冲击负荷。
(6)对氨氮和一些难降解有机物的去除效果较好:传统方法需要专门的脱氮设备才能达到一定的除氮效果,而MBR工艺中,较长的污泥泥龄有利于增殖缓慢的硝化细菌的截留、生长和繁殖, 从而系统对氨氮和一些难降解有机物的去除效果较好。
(7)操作管理方便:传统方法工艺复杂,操作管理不便,还需防止污泥膨胀,而MBR 工艺设备少,易于一体化和自动控制,操作管理十分方便,且水力停留时间和污泥龄可完全分开,运行控制更加灵活、稳定。
(8)适用于任何浓度废水的处理:传统方法一般只适于中低浓度废水的处理,高浓度废水需要稀释后才能进行处理,而MBR工艺适用于多种浓度废水的处理,且均能达到很好的处理效果。
膜生物反应器(MBR)研究现状及发展趋势
膜生物反应器(MBR)研究现状及发展趋势膜生物反应器(MBR)研究现状及发展趋势引言:膜生物反应器(Membrane BioReactor, MBR)作为一种新型的污水处理技术,结合了生物反应器和微滤、超滤、纳滤等膜分离技术,具有处理效果好、占地面积小、出水质量高等优点,广泛应用于城市污水处理、工业废水处理以及水资源再生利用等领域。
本文将介绍目前膜生物反应器技术的研究现状以及未来的发展趋势。
一、膜生物反应器技术的发展历程膜生物反应器技术最早在20世纪70年代被提出,并在国外得到较为快速的发展。
最早的膜生物反应器主要采用微滤膜,而且主要用于海水淡化和水资源再生利用等领域。
在20世纪80年代,超滤膜和纳滤膜的研究开始兴起,并被应用于污水处理和废水处理等领域。
进入21世纪,膜生物反应器技术得到了全球范围内的广泛推广和应用,成为污水处理行业的一种主流技术。
二、膜生物反应器技术的研究现状1. 膜材料的研究膜材料是膜生物反应器技术的关键因素之一,不同材料的选择会直接影响到MBR的处理效果和成本。
当前,常用的膜材料主要包括聚丙烯膜、聚酯膜和聚醚膜等。
近年来,研究者们通过改性聚合物、无机纳米材料等新技术手段,提高了膜材料的抗污染性能和抗老化性能,进一步提高了MBR系统的稳定性和运行效果。
2. 运行参数的优化膜生物反应器技术的运行参数包括通水速度、污水进水浊度、曝气条件等。
优化这些参数可以提高MBR系统的处理效率,减少能耗和化学品消耗。
研究者们通过模型模拟和试验研究,系统评估了各参数对MBR系统的影响,为优化MBR系统的运行提供了理论依据。
3. 膜污染与膜清洗技术膜污染是膜生物反应器技术面临的一个关键问题,主要包括膜污染和膜前、膜后处理。
研究者们通过膜材料改性、悬浮物预处理、化学清洗等措施,有效降低了膜污染的程度,并提高了膜的使用寿命。
三、膜生物反应器技术的发展趋势1. 高效膜材料的研发目前常用的聚合物膜材料在抗污染性能和抗老化性能方面还存在一定的局限性。
生物反应器工程技术的发展前景
生物反应器工程技术的发展前景生物反应器工程技术是利用微生物、酶以及细胞培养的过程中的代谢产物来进行大规模生产和加工的一种技术手段。
该技术几乎适用于所有工业生产领域,包括制药、生物技术、食品及饮料、化工、制纸、石油及天然气等领域。
相比于其他传统的生产方式,生物反应器工程技术越来越受到人们的关注和重视。
在未来,随着生物反应器领域的不断发展,这种技术的发展前景也将更加广阔。
一、生物反应器领域的不断发展生物反应器领域一直处于快速发展的状态。
比起传统的化学反应器,生物反应器应用更为广泛,并且更加可持续。
新的工程技术不断的出现,例如较新的多相反应器、模块化反应器以及微流控反应器,这些技术让生物反应器的使用得到了进一步的扩大。
同时,在现有的工艺中,操作参数和生产条件被改进以提高工艺的效率、产量或纯度,进而大大降低成本。
例如,加速细胞培养的技术的不断发展,为更快的生产、高效的质量和无缝的数据监测创造了新的条件和方法。
此外,利用生物反应器技术生产的产品,其容易被加工后利用的特点,也受到越来越多的关注。
其可以被加工成药物、食品、化妆品等产品,拓宽了生产企业的利润来源。
二、生物反应器技术的应用范围由于生物反应器技术的高效性和可持续性,其应用范围体现在每一个领域。
以下是一些应用实例:1. 制药制药业是生物反应器技术的主要应用领域之一。
生物反应器已被广泛应用于制造和开发各种药物,例如抗菌剂、胰岛素以及其他一系列生物制品。
通过利用生物反应器技术,制药企业能够更快速、更高效的生产出更有价值的制品,从而在竞争激烈的市场中占据优势。
2. 生物技术生物技术行业也是生物反应器技术的应用领域。
在该领域,生物反应器技术能够帮助生产出大量的可利用的多肽、蛋白质以及其他生物工程产品。
这些产品不仅在医疗领域有着广泛的应用,而且也被用于肥料生产和生物能源生产等方面。
3. 食品及饮料人们越来越关注饮食健康,生物反应器技术也在这个领域发挥着重要作用。
膜生物反应器(MBR)的应用研究及其国内外的应用现状
膜生物反应器(MBR)的应用研究及其国内外的应用现状刘武义一、我国的水资源及污水处理现状我国是一个严重缺水的国家,我国人均水资源量仅为世界人均拥有量的1/4其中华北地区人均水资源量小于400m3,已属于严重缺水地区。
我国是世界上严重缺水的十二个国家之一。
我国目前工业污水的再生回用率仅为6%,远远低于发达国家的水平,市政污水的回用率更低。
我国万元GDP用水量是世界平均水平的5倍,是美国的8倍,德国的11倍。
水资源的管理已经成为我国经济和社会协调发展的关键问题之一。
中国目前水资源浪费及污染现象相当严重,据统计,工业废水在2000年的排放量为194亿立方米,生活污水2000年的排放量为221亿立方米,按照这种速度,中国的水资源将在73年后被用尽,而如果水资源利用不加强管理、污水又得不到很好的处理与管理,进而污染到地下水,那么这个时间将会更短。
目前,我国的水环境污染已经到了“有河皆枯,有水皆污”的地步,其治理任务刻不容缓。
表1是对国内近年污水排放量的统计数据及2010年的预测数据。
表 1 国内近年污水排放量统计废水量污水排放量城市污水年度亿立方米亿立方米20004152212001428.4227.72002439.5 232.32003460.0247.62004482.4261.32005524.5281.42006536.8296.62010640—据统计,我国的江河湖泊和水库中,已经受污染的约占82.3%;全国设立有监测系统的1200条河流中,已有850条受到污染;七大水系中,一半以上受到不同程度的污染,达不到安全饮用水源的标准,已基本丧失直接使用得功能;沿海水体发生赤潮和富营养化现象增多。
因此,水环境的保护和治理已成为我国实现可持续社会发展的重要任务。
2005年,全国废水排放总量524.5亿吨,比上年增加8.7%。
其中工业废水排放量243.1亿吨,比上年增加10.0%。
城镇生活污水排放量281.4亿吨,比上年增加7.7%。
膜生物反应器及其耦合工艺的应用研究进展
膜生物反应器及其耦合工艺的应用研究进展膜生物反应器(MBR)是一种结合了膜分离技术和生物反应过程的新型污水处理技术,具有出水水质优良、占地面积小、操作稳定等优点,已经在污水处理领域得到了广泛应用。
随着MBR技术的不断改进和完善,以及其与其他工艺的耦合应用研究逐渐深入,MBR技术在废水处理、污泥处理、资源回收等方面的应用也得到了进一步拓展。
本文将介绍膜生物反应器及其耦合工艺的应用研究进展,并对未来的发展方向进行展望。
一、膜生物反应器的基本原理及特点1.基本原理膜生物反应器是将膜分离技术与生物反应过程相结合的一种污水处理技术。
其基本原理是:在MBR中,通过膜分离技术,可以将生物反应器中的污水与生物污泥充分分离,使得生物污泥得以保留在反应器内,同时可以大大提高出水水质。
2.技术特点(1)出水水质优良:由于MBR的膜分离技术可以有效截留污水中的微生物、浮游物等杂质,使得出水水质非常优良,可以直接达到再生水标准。
(2)占地面积小:相比传统的活性污泥法,在MBR中不再需要大量的沉淀池和二沉池等设备,因此可以大大节约占地面积。
(3)操作稳定:由于MBR中膜分离技术能够有效保护生物污泥,避免了生物污泥的流失和膜污染等问题,使得系统运行更加稳定可靠。
1.膜生物反应器-反渗透工艺(MBR-RO)MBR-RO是将MBR技术与反渗透技术相结合的一种高级水处理工艺,主要用于对污水进行深度处理,产生高品质的再生水。
MBR-RO工艺的出水水质稳定、无菌纯净,可以直接用于工业用水、农业灌溉等领域。
2.膜生物反应器-厌氧消化工艺(MBR-AD)MBR-AD是将MBR技术与厌氧消化技术相结合的一种污泥处理技术,主要用于污泥的减量化处理和资源化利用。
MBR-AD工艺能够高效地降解污泥有机物,减少废污泥的产生,同时产生沼气等再生资源。
3.膜生物反应器-生物质炭吸附工艺(MBR-BC)MBR-BC是将MBR技术与生物质炭吸附技术相结合的一种污染物去除技术,主要用于对水体中的有机物、重金属等污染物进行吸附和去除。
生物膜法的应用现状及发展前景分析
生物膜法的应用现状及发展前景分析一、本文概述生物膜法,作为一种重要的生物技术,在环境保护、能源开发和工业生产等领域具有广泛的应用前景。
本文旨在全面分析和探讨生物膜法的应用现状及其发展前景。
我们将概述生物膜法的基本原理和分类,以便读者对其有清晰的认识。
随后,我们将详细介绍生物膜法在污水处理、废气处理、生物能源生产等方面的应用现状,以及在这些领域中取得的成效和挑战。
我们将探讨生物膜法的发展前景,包括技术创新、应用领域拓展和市场潜力等方面。
通过本文的阐述,我们期望能够为读者提供一个全面而深入的了解生物膜法的视角,为其在实际应用中的推广和发展提供参考和借鉴。
二、生物膜法应用现状分析生物膜法作为一种重要的生物技术,在多个领域已经得到了广泛的应用。
在污水处理领域,生物膜法以其高效、稳定、低能耗等特性,成为了主流的处理技术之一。
在食品工业中,生物膜法也被用于发酵、分离和纯化等过程中,提高了产品的质量和产量。
生物膜法还在农业、制药、化工等领域发挥着重要作用。
然而,尽管生物膜法应用广泛,但其在实际应用中仍存在一些问题。
生物膜法需要一定的时间和空间才能形成稳定的生物膜,这对于一些需要快速处理的场合可能并不适用。
生物膜法在操作过程中易受到温度、pH值、营养物质等环境因素的影响,需要严格控制操作条件以保证处理效果。
生物膜法在处理某些特定污染物时可能效果不佳,需要结合其他技术进行处理。
针对以上问题,目前研究者们正在不断探索新的生物膜材料、优化生物膜结构、提高生物膜的耐冲击负荷能力等方面的研究。
随着生物技术的不断发展,生物膜法与其他技术的结合也将成为未来的发展趋势,如生物膜法与纳米技术、基因工程等技术的结合,有望进一步提高生物膜法的处理效果和应用范围。
生物膜法作为一种重要的生物技术,在多个领域已经得到了广泛的应用。
虽然在实际应用中仍存在一些问题,但随着技术的不断进步和创新,相信生物膜法在未来的应用前景将会更加广阔。
三、生物膜法的技术创新与进展近年来,生物膜法作为一种重要的废水处理技术,在技术创新与进展方面取得了显著的突破。
《2024年膜生物反应器废水处理工艺的研究进展》范文
《膜生物反应器废水处理工艺的研究进展》篇一一、引言随着工业化和城市化的快速发展,废水处理问题日益凸显。
膜生物反应器(Membrane Bioreactor,MBR)作为一种新型的废水处理技术,因其高效、节能、操作简便等优点,逐渐成为研究热点。
本文将就膜生物反应器废水处理工艺的研究进展进行详细阐述。
二、膜生物反应器的基本原理与构成膜生物反应器是一种将生物反应器与膜分离技术相结合的废水处理系统。
其基本原理是利用膜组件对生物反应器中的混合液进行固液分离,从而实现水与活性污泥的分离。
膜生物反应器主要由生物反应器、膜组件、驱动装置等部分构成。
三、膜生物反应器废水处理工艺的研究进展1. 膜材料的研究:膜材料的选择直接影响到膜生物反应器的性能和寿命。
目前,研究主要集中在提高膜材料的抗污染性、抗老化性以及提高通量等方面。
新型的膜材料如纳米材料、复合材料等的应用,使得膜生物反应器的性能得到了进一步提升。
2. 工艺优化:针对不同的废水类型,研究者们不断对膜生物反应器的运行参数进行优化,如曝气量、污泥浓度、温度等。
同时,结合其他物理、化学或生物处理方法,如预处理、后处理等,进一步提高废水处理效果。
3. 能量回收:为了提高膜生物反应器的能量利用效率,研究者们尝试将太阳能、风能等可再生能源引入到系统中,实现能量的自给自足。
此外,通过优化操作条件,降低能耗,也是当前研究的重点。
4. 自动化与智能化:随着人工智能技术的发展,越来越多的研究者将自动化和智能化技术引入到膜生物反应器中。
通过建立数学模型、预测控制系统等,实现膜生物反应器的自动控制和优化运行。
5. 工艺的集成与优化:为了进一步提高废水处理效率,研究者们尝试将不同的废水处理方法进行集成和优化。
例如,将厌氧、好氧、曝气等多种工艺进行组合,形成复合式膜生物反应器,以适应不同类型废水的处理需求。
四、结论与展望经过多年的研究与发展,膜生物反应器废水处理工艺在技术水平和应用范围上都有了显著的提高。
膜技术发展现状及未来趋势分析
膜技术发展现状及未来趋势分析摘要:膜技术作为一种重要的分离与过滤技术,已经在水处理、食品加工、制药、能源等领域中得到广泛应用。
本文将分析膜技术的发展现状,包括各领域中的应用案例,并对未来膜技术的发展趋势进行了展望。
引言膜技术是一种以膜为核心的分离与过滤技术,通过选择性通过或拒绝分子和颗粒的运动,实现分离纯化的过程。
目前,膜技术已经成为许多行业的重要工具,并在环境、能源、水处理、食品加工、制药等领域中得到广泛应用。
本文将对膜技术的现状进行分析,同时对未来的发展趋势进行展望。
一、膜技术的发展现状1. 水处理领域膜技术在水处理领域中起着关键作用。
逆渗透膜和超滤膜被广泛应用于海水淡化、饮用水处理等领域。
膜技术可以高效地去除颗粒物、微生物、重金属等污染物,达到高纯度的水处理要求。
2. 食品加工领域膜技术在食品加工领域中也有重要应用。
例如,微滤膜、超滤膜和纳滤膜被广泛用于乳制品、果汁、啤酒和葡萄酒等的澄清过程中。
膜技术在食品加工中不仅可以提高产品的质量和口感,还可以减少传统加工过程中对食品的热处理,从而更好地保留营养成分。
3. 制药领域膜技术在制药领域中应用广泛,包括药物分离纯化、浓缩、深度过滤等。
微滤膜和超滤膜可以去除大分子杂质、颗粒物和细菌,从而改善药品的质量和纯度。
此外,纳滤膜和渗透膜还可以用于药物提取和分离、控释系统等方面。
4. 环境领域膜技术在环境领域中也有广泛应用。
例如,微滤膜和超滤膜可以高效地去除废水中的悬浮物和微生物,而渗透膜可以用于浓缩和回收废水中的有用物质。
膜技术的应用可以有效地改善环境污染问题,达到可持续发展的目标。
二、膜技术的未来趋势1. 新型膜材料的研发未来的膜技术将继续推进新型膜材料的研发。
通过改变膜结构和材料的性质,可以实现更高的通量、更好的选择性和更长的使用寿命。
例如,纳米孔径膜、可调控孔径膜、生物膜等将成为研究的热点。
2. 膜技术与其他技术的结合未来膜技术将与其他技术相结合,形成更加高效的膜过程。
各种生物反应器的研究和开发
各种生物反应器的研究和开发生物反应器是一种可以养殖和保护生物的装置,其主要作用是通过不同的化学反应和物理过程,促进细胞的生长和分裂,进而实现生物转化。
由于其应用广泛,包括制药业、食品加工、环境保护等领域,因此生物反应器的研究和开发已成为当前科研界的热点之一。
一、生物反应器的类型生物反应器根据其结构和功能的不同可以分为多种类型。
例如,摇床反应器(Shaker)是一种常见的生物反应器,主要用于生物质的培养和研究。
另外,气液固三相交替反应器和循环式反应器也是常见的反应器,它们可以用于制药行业中的细菌发酵和蛋白质表达。
二、生物反应器的研究方向生物反应器的研究方向主要包括以下几个方面:1. 基于细胞自组装的生物反应器细胞自组装是组织工程和再生医学领域中的一个新兴技术,可以将细胞从非结构化状态转化为组织或器官的基本尺度单元。
基于细胞自组装的生物反应器可以制造出定向、高效和重复生产的组织或器官,大大降低了组织工程和再生医学的成本和风险。
2. 基于生理学特性的生物反应器基于生理学特性的生物反应器是目前广泛研究的一个领域,主要包括基于细胞外基质和细胞信号转导等生理学特性的生物反应器。
这些反应器可以有效地模拟人体内的微环境,改善人体健康和治疗疾病的效果,因此在医药行业中应用广泛。
3. 基于纳米材料的生物反应器基于纳米材料的生物反应器主要是通过界面作用和表面修饰等手段,实现对生物微环境的微观调控。
这种反应器具有高灵敏度、高特异性和高效率等优点,可以应用于药物传递、生物成像、分子诊断和治疗等领域。
三、生物反应器的应用生物反应器的应用涵盖了制药行业、食品加工、环境保护等多个领域。
在制药行业中,生物反应器主要被用于生物合成、药物发酵和蛋白质表达等方面。
以蛋白质表达为例,目前广泛应用的生物反应器包括摇床反应器、气液固三相交替反应器和循环式反应器等,这些反应器能够提高蛋白质的产量和纯度,降低制备过程中的成本和风险。
在食品加工中,生物反应器主要被用于酸奶、酒精、醋剂、发酵食品等的生产中。
MBR工艺全球应用现状及趋势分析
MBR工艺全球应用现状及趋势分析MBR工艺全球应用现状及趋势分析随着城市化进程的加快以及水资源污染的不断加剧,水处理技术的发展变得尤为重要。
膜生物反应器工艺(MBR)作为一种高效、可靠的水处理技术,近年来受到全球范围内的广泛关注和应用。
本文将对MBR工艺的全球应用现状进行分析,并展望其未来的发展趋势。
1. MBR工艺的全球应用现状MBR工艺的应用范围广泛,目前已在全球范围内得到广泛推广和应用。
主要应用领域包括城市污水处理、工业废水处理、海水淡化和污泥处理等。
在城市污水处理领域,MBR工艺能够高效地去除有机物、氮磷等污染物,提供高质量的出水,满足严格的排放标准。
在工业废水处理方面,MBR工艺能够处理高浓度、复杂的工业废水,适应性强,操作稳定,受到许多工业企业的青睐。
同时,MBR工艺在海水淡化领域也有广泛应用,能够高效地去除盐分,提供高质量的饮用水。
此外,MBR工艺还被应用于污泥处理,能够高效地分离和浓缩污泥,减少后续处理的成本。
2. MBR工艺的趋势分析(1)技术创新和提升随着科技的不断进步,MBR工艺的技术也将不断创新和提升。
目前,研究者们正致力于提高MBR工艺的运行效率、提高膜的抗污染性能、减小系统的能耗和减少膜模块的成本等方面。
例如,利用新型材料研制出更具抗污染性能的膜材料,开发出更高效的膜清洗技术等。
(2)节能环保发展随着全球可持续发展的重要性日益凸显,MBR工艺也将朝着节能环保的方向发展。
未来,MBR工艺将致力于减少能耗,提高资源利用效率,降低对环境的影响。
例如,通过优化操作参数、改进系统结构和采用可再生能源等方式,降低MBR工艺的能耗。
同时,利用MBR工艺处理废水可以实现废水的再利用,减少对水资源的消耗。
(3)自动化控制随着自动化技术的不断发展,MBR工艺的自动化程度也将越来越高。
通过引入先进的传感器、控制器和自动化设备,可以实现MBR工艺的远程监控和自动化运行。
这不仅可以提高工艺的可靠性和稳定性,还可以减少人工维护和运行成本。
新型膜生物反应器的研究的开题报告
新型膜生物反应器的研究的开题报告一、研究背景随着环境污染的日益严重和人们对生活质量的要求提高,环境保护和水处理成为全球面临的重要问题。
传统的污水处理方法受到空间、能耗以及处理效率等方面的限制,已经不能满足当今的需求。
膜生物反应器是近年来发展起来的一种先进的水处理技术,在厌氧/好氧工艺的基础上,引入了膜分离技术,具有体积小、脱水率高、降解效率高等优点,逐渐成为研究热点。
目前,膜生物反应器在许多领域有着广泛的应用,如污水处理、饮用水净化、废水处理及重金属去除等。
然而,现有的膜生物反应器存在的一些问题,如膜污染、膜堵塞和升华等,限制了膜生物反应器在工业实践中的应用。
因此,对于新型膜生物反应器的研究和开发具有重要的理论和实践意义。
二、研究内容本研究旨在通过设计、建设和评估新型膜生物反应器,并对其处理污水的效能和膜的性能进行测试分析,实现以下目标:1.开发新型膜生物反应器,克服膜生物反应器中存在的问题。
2.测试和评估新型膜生物反应器的膜性能和处理效果。
3.对新型膜生物反应器的优点进行探究和分析。
三、研究方法1.数值模拟:利用数值模拟软件模拟新型膜生物反应器的流场、污泥的生长、养殖与附着等流体力学问题,并探究优化流场的方法,以提高处理效率。
2.现场试验:进行新型膜生物反应器在不同操作条件下的实际运行,测试不同的反应器结构和操作条件对反应器膜的易污染性等性能指标的影响。
3.实验室测试:对采集的污水进行化学测试,如COD、BOD等的浓度测量,并对膜进行SEM扫描,以测试膜的滞留效果和膜污染的情况。
四、研究意义本研究将开发新型膜生物反应器,解决现有反应器的膜堵塞和升华等问题,并通过现场试验和实验室测试验证新型反应器的性能,提高反应器的处理效率和膜的使用寿命,有助于推广膜生物反应器在实际应用中的推广和发展,具有重要的理论和实践意义。
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动态膜生物反应器技术的研究现状及发展方向徐国良1,2,樊耀波1,杨文静1,袁栋栋1,于艳1,吴光夏1(1.中国科学院生态环境研究中心,北京100085;2.龙源<北京>碳资产管理技术有限公司,北京100034)摘要:介绍了动态膜分离技术的概念及涉及的废水种类,着重讨论了影响动态膜分离性能的相关因素以及动态膜在污水处理中的应用效果。
虽然动态膜生物反应器具有出水水质好、占地面积小、膜组件造价低、清洗与再生容易等优点,但是膜孔堵塞污染问题则大大限制了其应用,尚需深入研究。
关键词:动态膜生物反应器;预涂膜;自形成膜中图分类号:X703文献标识码:B文章编号:1000-4602(2011)18-0029-04 Current Research Status and Development Direction of Dynamic MembraneBioreactorXU Guo-liang1,2,FAN Yao-bo1,YANG Wen-jing1,YUAN Dong-dong1,YU Yan1,WU Guang-xia1(1.Research Center for Eco-Environmental Sciences,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100085,China;2.Longyuan<Beijing>Carbon Asset Management Technology Co.Ltd.,Beijing100034,China)Abstract:The concept of dynamic membrane separation technology and various wastewaters trea-ted are introduced,and the factors affecting the properties of dynamic membrane and the effects of dy-namic membrane on wastewater treatment are discussed.Though dynamic membrane bioreactor has advan-tages of excellent effluent quality,small footprint,low module cost,facile cleaning and regeneration and so on,blockage of membrane pores restricts its application,its further research is needed.Key words:dynamic membrane bioreactor;precoated membrane;self-forming membrane目前工程化应用的膜生物反应器多采用有机膜,但有机膜价格昂贵、强度低、寿命短,严重制约了膜生物反应器的大规模应用。
为解决上述问题,近年来国内外进行了多方面的试验研究,其中动态膜生物反应器(DMBR)技术是其中的一个重要研究方向。
1动态膜的基材及成膜材料动态膜是指在一定条件下含有某种固体颗粒悬浮物或胶体的溶液通过过滤介质时,在介质表面形成具有分离性能的新膜,也称为次生膜或原位形成膜。
动态膜可分为预涂膜和自形成膜两种,预涂膜又分为使用悬浮液和胶体溶液两种;自形成膜即将所处理的废液作为动态膜制备液来过滤制得。
动态膜的基材包括传统的微滤、超滤、反渗透、纳滤膜等膜材料,其他各种廉价的多孔材料也可以用作动态膜基材(如陶瓷、烧结玻璃、烧结金属、尼龙筛绢、不锈钢丝网、无纺布、工业滤布等),一般孔径为10 200μm。
动态膜基材主要有平板式和管式,制备材料有无机粒子、几乎所有的无机和有机电解质,但在实际应用中,用作预涂动态膜的材料主要有高岭土、MnO2沉淀物、水合氧化锆、粘土矿物、粉末活性炭等,而自形成膜主要成膜材料为活性污泥。
第27卷第18期2011年9月中国给水排水CHINA WATER&WASTEWATERVol.27No.18Sep.20112影响动态膜形成及性能的参数2.1pH值pH值主要是对由两性预涂剂形成的动态膜产生影响,预涂剂在酸性和碱性条件下会表现出不同的特性,因此动态膜的形成会根据溶液pH值的不同而发生相应变化。
Altman等[1]人利用水合氧化锆在不同的pH值(pH值=3.5、4、6)情况下分别形成动态膜,动态膜的形成时间从pH值为3.5时的120min减少到pH值为6时的45min,在考察它们的特性时发现,随着pH值的增加其运行周期缩短,而最终的出水通量会随之增加,但出水浊度却没有明显的变化趋势;在pH值为3.5和6时所形成的动态膜对蛋白质的截留能力优于pH值为4时的动态膜。
KMnO4在酸性、中性、碱性条件下的氧化还原性质各不相同,因此不同pH值下所制备的MnO2动态膜的性能有所差别。
Muhammad等[2]的研究结果表明,在酸性(pH值为5)条件下,KMnO4浓度为50mg/L时的处理效果与中性(pH值为7)、碱性(pH值为9)条件下KMnO4为300mg/L时的基本相同。
Cai Bangxiao等[3]的研究也表明,随着pH值的升高(从3升至9),MnO2动态膜的形成时间缩短,膜通量先降低后升高,主要是因为在碱性条件下,随着KMnO4浓度的升高所形成的动态膜越疏松,膜通量反而增加。
周迟骏等[4]进行了FeO(OH)胶粒制备动态膜的研究,结果表明当FeO(OH)胶粒浓度>0.15mol/L(pH值>2.5)时,水合铁离子形成多聚离子并出现难以过滤的胶状物沉淀,透射电镜照片显示,胶粒有明显凝结及硬团聚的倾向,因而选用浓度为0.02mol/L、pH值=1.5 2.5的条件。
2.2成膜材料浓度的影响对于活性污泥自形成膜,MLSS对系统的影响各学者看法相同,认为高MLSS会降低出水通量,提高出水水质,理论分析认为在高污泥浓度下形成的动态膜较厚,过滤阻力较大。
对于预涂膜,由于使用的预涂剂不同,其特性也各不相同,因而没有统一的结论。
Chen等[5]的试验证明,[H2SO4]/[ZrOC12]比值越小,反应生成的ZrO2胶体粒子及形成的动态膜的孔径越小,动态膜的通量减小,截留率升高。
同时,胶体粒子越均匀,动态膜的孔径分布范围也越窄,分离性能更好。
对于MnO2动态膜,相同pH值下存在一个最佳的KMnO4浓度值,这是因为MnO2粒子沉淀太多将会堵塞膜孔,导致通量降低以及运行时间减少;而MnO2粒子沉淀太少,又不足以完全覆盖载体表面,致使出水浊度升高,分离效果变差,水质下降。
CaiBangxiao等[3]发现KMnO4和HCOONa浓度的变化都会对通量和出水水质造成一定影响:KMnO4浓度越高,堆积在基础膜表面上的MnO2就越多,从而使膜通量在短时间内迅速下降;而HCOONa浓度增高,会使得MnO2动态膜形成时间大为缩短并造成较低的膜通量,若用此动态膜处理含油废水则膜通量和出水浊度都有一定程度的下降。
Ye Maosheng等[6]采用涤纶工业滤布为膜基材,以粉末活性炭为预涂剂,进行了预涂膜厚度研究,发现预涂剂浓度越大,相同出水水头下膜通量越低。
李俊等[7]在陶瓷管载体内壁制成高岭土动态膜并研究了其性能,发现涂膜液浓度为0.3g/L和0.7g/L时所制得的动态膜在过滤后期的通量更稳定,且通量较大,对浊度的去除率可稳定在100%。
2.3膜基材孔径的影响一般来说,膜孔径的改变会使动态膜形成过程遵循不同的过滤模型,过滤阻力会相应变化而影响出水的通量和水质。
Altman等[1]对ZrO2动态膜的研究表明,孔隙率低且致密的载体形成动态膜需要的时间短,动态膜的通量小且下降速度快,但出水水质好,浊度低,分离效果较好。
对于自生生物动态膜载体的最佳孔径,多数研究者均认为100μm较合适。
Yoshiaki Kiso等[8]发现,即使膜孔径分别达到200、500μm,同样可将污泥截留以形成生物动态膜,但在整个过程中SS浓度始终较高,1h后仍大于80mg/L;而膜孔径降至100μm时,10min内出水SS<10mg/L,40min后出水SS<5mg/L。
2.4曝气方式、曝气强度、错流流速的影响①曝气方式对于不同的膜基材,采用的曝气方式不同。
对于厚度很薄的膜基材(如不锈钢丝网[9,10]、人造丝网[11]和涤纶网),由于膜组件下方曝气使得动态膜不能形成,因而采取侧向曝气与下方曝气相结合的方式,平常运行只开侧向曝气用于反应器充氧和维持反应器内有效的水力循环,而定期开启下方曝气的作用是通过削减膜面泥饼层的厚度来控制膜污染,实现膜清洗。
而其他一些动态膜研究则直接采取下方曝气或内压式错流过滤[12]。
第27卷第18期中国给水排水www.watergasheat.com②曝气强度Yoshiaki Kiso等[8]认为,曝气强度越大,出水浊度越大,高强度的曝气会影响动态膜的形成,采用在膜组件下方曝气及间歇出水方式可以缓解膜污染及对已污染的膜进行清洗。
吴志超等[10]考察了孔径为108μm左右的不锈钢丝网动态膜组件处理城市生活污水的特性,发现曝气强度对动态膜的形成影响较大,曝气量越小则出水浊度降低越快。
当曝气量为0.10、0.15m3/h时,出水浊度随时间的延长而变小,120min后出水浊度<10NTU;而0.30m3/h 的曝气量使得动态膜无法形成,出水浊度一直较高。
③错流流速颗粒能否沉积到膜基质上,主要由错流所形成的剪切力和膜两侧的压力差共同决定。
一般认为,在一定的错流速度范围内,错流速度越大则形成的动态膜较薄,但比较致密,且水力阻力较大;若错流流速较低则形成的动态膜相应较厚,但比较疏松,水力阻力较小;而较大的错流速度会影响动态膜的形成,可以缓解膜污染及对已污染的膜进行清洗。
因而对于不同的膜基材、不同的分离对象可以找出一个平衡状态,此时动态膜厚度适中,出水水质达到标准,膜出水通量足够大,运行时间较长。
Megat等[13]以管状微滤膜为载体,对高岭土动态膜处理生活污水进行研究。
结果表明,在一定的错流速度范围内,稳定状态时的出水通量是相似的,因此认为在一定范围内变化的错流流速并不是决定动态膜性质的决定因素。
试验结果还表明,高岭土浓度为333mg/L、错流流速为1.6m/s时形成的动态膜性能最好,此时出水通量下降较缓慢,且初始出水浊度最低(仅为2.1NTU)。
而Li Xiao-Zhong 等[14]的试验研究发现,随着错流流速的增加则出水通量反而减小,分析认为随着错流流速的增加,形成的动态膜越薄,但水力阻力也越大。
错流流速的影响涉及水力学、成膜材料特性及其浓度等,比较复杂,还有待进一步研究。