正渗透脱盐技术

➢ 与连续运行相比，完全盐回收的批式下的能耗低于2.66 kWh/m3， 这得益于在较低盐负荷下盐分离所需的低离子交换膜面积。
Fig5.Energy consumption and current efficiency of the hybrid OMBR-ED system under different operational conditions. Note: 0, 2,2.5, and 3 V applied voltages; C, continuous mode; B, batch mode; EI,energy consumption per cubic meter of treated wastewater with the same area of ion-exchange membrane (0.0064 m2); and EW, energy consumption per cubic meter of treated wastewater under the condition of complete salt recovery.
➢ MF上清液与FO出水之间NH3-N浓度没有显着差异，表明活性污泥 的NH3 -N去除效率非常高。
➢ 与具有相同操作条件和流入废水的常规OMBR中上清液的TOC和 NH3-N浓度相比，它们在MF-OMBR中低得多。这可能归因于MFOMBR中较高的微生物活性，因为它的盐度较低，因为高盐度可 导致代谢活动的丧失。
➢ 可以看出，在面积（IEM和FO）比为1的情况下， ED需要施加>2.5V的电压才能回收OMBR中累积 的所有盐。为了实现完全的盐回收，IEM和FO膜 面积比分别为6.18,1.31和0.60，电压分别为2,2.5 和3V。
Fig. Salt concentration and the volume of the concentrated solution in the ED unit under the different applied voltages of 2, 2.5, and 3V.
Fig. Comparison of a conventional
OMBR (SRT = 10 d) and a hybrid
OMBR-ED
system
for
chemical/energy input and waste
discharge. The energy input,
waste discharge, salt recovery, and
在 MEC 中 ， 能 量 输 入 为 3.9kWh/m3 废 水 （ 2.0kWh/kgCOD ， 或 5.1kWh/kgN ） 。 其 中，外部电源消耗53.8％，阴极曝气消耗 16.8％，阳极电解液再循环消耗29.4％。 在FO过程中，能量输入为0.1kWh/m3废水。 如表S1所示，如果MEC-FO被MFC-FO取 代，则能量输入将为负，这意味着将产生 比铵回收所需更多的能量。
➢ 由 于 不 可 逆 的 膜 污 染 导 致 的 通 量 下 降 （ Lin ） MFOMBR低于传统OMBR，这意味着MF-OMBR中严重 的膜污染主要是由于可逆的膜污染。实际上，在连续 操作之后，在常规OMBR中的FO膜表面上没有发现明 显的污垢，而在MF-OMBR中FO膜覆盖有厚的滤饼层
➢ 膜 污 染 ， 特 别 是 可 逆 膜 污 染 ， MF-OMBR 比 传 统 OMBR严重，主要是通过增加过滤阻力和ECP导致严 重的FO通量下降。
耦合超滤 UF
新型耦合超滤 - 渗透膜生物反应器的长期中试规模研究（2015）
➢ 长 期 OMBR 和 UF-OMBR 研 究 结 果 显 示 ， COD，TN和TP的总体去除率分别大于96％， 82％和99％。已经证明，活性污泥中的低 盐度可以维持，可以通过UF回收浓度大于 50mg/L的磷，并且FO膜污垢显着减少。此 外，UF-OMBR能够同时从一个集成系统生 产高质量的RO渗透物流和营养丰富的UF 渗透物流。
➢ 常 规 OMBR 中 的 总 盐 积 累 为 0.123±0.017 mol/m2/h，其中46％归因于汲取液浓缩，而54 ％归因于盐反向通量。
➢ 施 加 电 压 为 2,2.5 或 3V 时 ， 盐 回 收 通 量 为 0.020±0.003, 0.094±0.016 及 0.205±0.038 mol/m2/h。
➢ ED将盐与OMBR进料溶液分离，并浓缩在ED 浓缩室。随着施加电压的增加，ED浓缩物的 盐浓度变得更高；
➢ 施加的电压为3V时，ED浓缩物的电导率可达 到60mS/cm ，接近OMBR的新鲜汲取溶液的 电导率且浊度无差异；
➢ 当ED浓缩液用作OMBR中的汲取溶液时，水 通量为2.33±0.07 LMH，同时盐反向通量为 0.017±0.002 mol/m2h ; 这些结果与用新鲜 NaCl溶液获得的结果相当；
➢ 确定生物活性的DHA被确定为表征MF-OMBR中大量污泥的微生物 活 性 ； DHA 随 着 运 行 时 间 的 延 长 而 降 低 ， 最 终 稳 定 在 约 33.24 mgTF/（L·h），远远大于传统OMBR中约6.88 mgTF/（L·h）的水平。 上述结果有力地支持了这样的假设：较高的盐度影响了常规 OMBR中活性污泥的TOC和NH3-N去除。因此，可以得出结论，MF 膜在OMBR中的应用不仅可以增加水通量，而且可以提高活性污 泥的TOC和NH3-N 去除率，因为微生物活性增加。
➢ OMBR 原 液 中 的 盐 可 以 通 过 ED 回 收 并 在 OMBR中作为DS溶质重新使用，从而减少DS 溶质的损失，同时具有环境和经济效益。
➢ 施 加 的 电 压 从 2V 增 加 到 3V （ 电 流 密 度 从 0.93±0.29 增 加 到 11.49±1.56A/m2 ） ， 能 量 消 耗 从 0.10±0.01 增 加 到 2.08±0.08kWh/m3。
➢ MF-OMBR系统中EPS的产量与传统OMBR相关的值相 当；
➢ 常规OMBR中的EPS产量与本研究在操作条件和进水 废水相同时相同，并报告了BEPS和SMP的稳定浓度分 别约为45和22 mg/gVSS，超过在MF-OMBR中。这可 能归因于传统OMBR中的盐度比MF-OMBR中的盐度 高10倍。如上所述，高盐度将不可避免地导致EPS的 增加。
➢ 人造废水，无污泥。
将合成有机废水加入MEC的阳极室中， 然后将其出水流入FO的原料侧。来自 MEC阳极（CO2）和阴极（NH3）的气 流通过两个100mL玻璃瓶引流。第一个 瓶子是装有去离子水的吸收瓶，以收集 气态氨（NH3）和CO2产生碳酸氢铵。 通过CO2气瓶以1.26mL/min的流速将额 外的二氧化碳引入该瓶中。第二个瓶子 装有1M硫酸（H2SO4）吸收第一瓶无 法捕获的过量NH3。一旦吸收瓶中的铵 离子浓度达到0.80M，就将溶液转移到 FO中作为汲取液。当FO中的水通量降 至1.0L/m2/h（LMH）以下时，将稀释 的汲取溶液送至热回收单元，其中温度 设定在80℃。NH3和CO2将其与汲取溶 液分离并流入含有去离子水的吸附烧瓶 中以再生汲取溶液。将来自FO的浓缩 进料溶液用80μL的0.1M NaOH溶液调 节至pH7.0，并返回到MEC
➢ 当在混合OMBR-ED系统中获得完全盐回收时,随着施加电压的增 加每单位体积处理废水的能量消耗也从1.72增加到3.68kWh/m3， 与ED中电流效率的下降有关。
➢ 对 ED 施 加 2V 时 ， 电 流 效 率 为 76.2±4.9 ％ ， 在 施 加 3V 时 降 至 41.6±3.8％。在相同的操作时间下，电流效率的降低可能是由于 较高的反向盐扩散，这是由于较高的浓度梯度和较高的施加电压。
耦合 ME电解池—正渗透耦合系统中的废水 处理和回收（2014）
➢ 将1米长的碳刷折叠以装入作为阳极电 极的阳极室中。阴极电极是涂有铂/碳 作为催化剂（0.3mg Pt/cm2）的碳布 （160cm2）。将阴极室充气以提供氧 气用于反应并从阴极电解液中除去氨;
Fig. Salt flux in the OMBR and the salt recovery in the ED under different operational conditions, while the conductivity of feed solution was lower than 8 mS/cm. Note: 0, 2, 2.5, and 3 V applied voltages; C, continuous mode; B, batch mode.
salt input are normalized for the
volume of water production in the
OMBR.
➢ 尽管添加ED装置的能耗较高，但混合系统在盐的回收和再利用方面具有优势 ➢ 与没有后处理的传统OMBR相比，所提出的系统具有最小化废物排放的潜力。混合OMBR-ED系统
➢ 传统的OMBR，10天原料液电导率从1.1升至19.3mS/cm，水通量 从6.31LMH降至2.40 LMH。盐的积累也显示出对有机化合物的生 物降解的抑制作用。当导电率达到19.3mS/cm时，生物降解COD 的效率下降到13.9％；
➢ 施加电压为3V时，进料溶液的电导率在24天内达到8.0mS/cm，比 传统OMBR的电导率长约6倍。此外，在运行24天后，水通量和 COD生物降解效率分别高于3.70 LMH和70％。
Fig.Variations of water flux (Jw) and conductivity of the mixed liquor (Cml) in the MF-OMBR.
➢ MF膜的TOC去除效率远低于FO膜的TOC去除效率。
➢ MF流出物中的TOC浓度略低于上清液中的TOC浓度，但远高于FO 流出物中的TOC浓度，表明MF膜只能保留一小部分上清液中的 TOC。