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      厭氧膜生物反應(yīng)器處理有機(jī)垃圾滲濾液的COD去除率與膜過(guò)濾性能研究*

      2022-08-31 00:21:48吳志躍姚軍強(qiáng)鄭曉宇董仁杰
      新能源進(jìn)展 2022年4期
      關(guān)鍵詞:泥餅濾液通量

      劉 媛,吳志躍,姚軍強(qiáng),李 游,鄭曉宇,董仁杰,喬 瑋

      厭氧膜生物反應(yīng)器處理有機(jī)垃圾滲濾液的COD去除率與膜過(guò)濾性能研究*

      劉 媛1,吳志躍2,3,姚軍強(qiáng)2,3,李 游1,鄭曉宇4,董仁杰2,3,喬 瑋2,3?

      (1. 光大環(huán)保(中國(guó))有限公司,廣東 深圳 518033;2. 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 工學(xué)院,北京 100083; 3. 國(guó)家能源生物燃?xì)飧咝е苽浼熬C合利用技術(shù)研發(fā)(實(shí)驗(yàn))中心,北京 100083;4. 光大環(huán)境科技(中國(guó))有限公司,南京 210007)

      考察厭氧膜生物反應(yīng)器(AnMBR)在依次改變膜過(guò)濾通量[7 L/(m2?h)、6 L/(m2?h)、5 L/(m2?h)、4 L/(m2?h)]運(yùn)行下處理實(shí)際有機(jī)垃圾滲濾液的膜過(guò)濾性能,分析了膜污染后污染物阻力分布狀況。在水力停留時(shí)間(HRT)為10 d、固體停留時(shí)間(SRT)為100 d、有機(jī)負(fù)荷(OLR)為5 ~ 6 g-COD/(L?d)的條件下運(yùn)行104 d。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,化學(xué)需氧量(COD)的去除率可以達(dá)到90% ~ 93%,過(guò)濾通量增加后壓縮泥餅層使COD去除率有所提高。在初始通量為6 L/(m2?h) 下實(shí)現(xiàn)了較好的過(guò)濾性能,增加通量至7 L/(m2?h)后不可逆污染會(huì)快速形成,即使通量再降低至5 L/(m2?h),甚至4 L/(m2?h)后,膜過(guò)濾性能仍較差。通過(guò)膜清洗測(cè)定過(guò)濾阻力分布,結(jié)果顯示泥餅層阻力占總阻力的52%,是造成膜污染的主要因素。降低運(yùn)行通量對(duì)不可逆污染恢復(fù)效果差,需及時(shí)進(jìn)行化學(xué)清洗,可通過(guò)分析膜污染特征調(diào)整清洗策略,優(yōu)化試劑使用量。

      有機(jī)垃圾滲濾液;過(guò)濾通量;厭氧膜生物反應(yīng)器;厭氧消化;膜污染

      0 引 言

      據(jù)統(tǒng)計(jì),2020年全年城鎮(zhèn)生活垃圾清運(yùn)量達(dá)到2.35億t,超過(guò)95%采用焚燒和填埋技術(shù)處理[1],根據(jù)產(chǎn)率系數(shù)估算可以產(chǎn)生約8 000萬(wàn)t垃圾滲濾液[2]。垃圾滲濾液處理系統(tǒng)是生活垃圾處理處置不可缺少的部分。厭氧消化是處理垃圾滲濾液的核心技術(shù)單元,可同時(shí)實(shí)現(xiàn)污染物減量和沼氣能源回收。然而,常用的厭氧消化反應(yīng)器,如升流式厭氧污泥床(upflow anaerobic sludge bed, UASB)、厭氧膨脹顆粒污泥床(expanded granular sludge blanket, EGSB)、內(nèi)循環(huán)(internal circulation, IC)厭氧反應(yīng)器等在處理垃圾滲濾液時(shí)存在微生物流失問(wèn)題[3],會(huì)增加后續(xù)好氧處理工藝的能耗輸出[4-5]。

      厭氧膜生物反應(yīng)器是基于厭氧技術(shù)和膜分離技術(shù)的一種新型處理垃圾滲濾液技術(shù),可以有效截留厭氧微生物,減少酸化發(fā)生,提高發(fā)酵效率及穩(wěn)定性。采用浸沒(méi)式厭氧膜生物反應(yīng)器對(duì)化學(xué)需氧量(chemical oxygen demand, COD)濃度為5.7 ~ 26.78 g/L的垃圾滲濾液進(jìn)行處理,COD的平均去除效率可以達(dá)到94.5%,可獲得較好的處理效果[6]。膜過(guò)濾通量是評(píng)價(jià)厭氧膜生物反應(yīng)器(anaerobic membrane bioreactor, AnMBR)運(yùn)行水平的關(guān)鍵參數(shù)[7],不僅決定著膜面積的需求,還會(huì)影響運(yùn)行成本的投入[8]。過(guò)濾通量的選擇是影響膜可持續(xù)運(yùn)行的重要參數(shù),為了實(shí)現(xiàn)浸沒(méi)式厭氧平板膜生物反應(yīng)器處理高濃度廢水的可持續(xù)運(yùn)行,過(guò)濾通量通常設(shè)置較低,一般低于7 L/(m2?h)[2,9-10],其中主要集中在同水平負(fù)荷恒定過(guò)濾通量下運(yùn)行(通過(guò)控制蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速保證通量的恒定)[11-12],而連續(xù)通量變化對(duì)AnMBR處理性能研究則較少。膜污染通常會(huì)造成膜壓增加、過(guò)濾通量下降,是影響膜反應(yīng)器可持續(xù)運(yùn)行的瓶頸問(wèn)題,污染物主要包括有機(jī)污染物、無(wú)機(jī)污染物和生物污染物[2]。對(duì)不同污染物阻力分布的識(shí)別有助于對(duì)膜污染形成的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)。

      本文采用AnMBR對(duì)垃圾滲濾液進(jìn)行長(zhǎng)期連續(xù)處理,重點(diǎn)考察不同膜過(guò)濾通量對(duì)厭氧效果、膜過(guò)濾性能的影響,并通過(guò)膜清洗程序分析膜污染物特征。研究采用實(shí)際有機(jī)垃圾滲濾液更具工程應(yīng)用價(jià)值,以期為厭氧膜生物反應(yīng)器在垃圾滲濾液處理應(yīng)用提供借鑒和依據(jù)。

      1 材料與方法

      1.1 實(shí)驗(yàn)裝置

      浸沒(méi)式AnMBR裝置如圖1所示,系統(tǒng)采用膜面積為0.116 m2、平均膜孔徑為0.2 μm的平板膜(日本久保田)。AnMBR系統(tǒng)在初始通量6 L/(m2?h)下運(yùn)行61 d后,通量調(diào)整至7 L/(m2?h),持續(xù)運(yùn)行15 d,而后相繼調(diào)整為5 L/(m2?h)和4 L/(m2?h),分別持續(xù)10 d和18 d。具體運(yùn)行參數(shù)見(jiàn)表1。沼氣循環(huán)量為9 L/min,運(yùn)行溫度為(37±1)℃。垃圾滲濾液保存在4℃環(huán)境下,采用蠕動(dòng)泵(BT100N,保定申辰)每天進(jìn)料2次。處理后的滲濾液經(jīng)蠕動(dòng)泵抽出,運(yùn)行方式為4 min開(kāi)/1 min關(guān)。壓力傳感器(ESM-PS,西安閔波)處在膜和出水泵之間,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)跨膜壓差(trans-membrane pressure, TMP)。

      圖1 厭氧膜生物反應(yīng)器示意圖

      表1 厭氧膜生物反應(yīng)器運(yùn)行參數(shù)

      注:OLR為有機(jī)負(fù)荷率(organic loading rate);HRT為水力停留時(shí)間(hydraulic retention time);SRT為固體停留時(shí)間(solid retention time)。

      1.2 垃圾滲濾液與接種污泥

      垃圾滲濾液取自天津某生活垃圾暫存場(chǎng),水質(zhì)呈暗褐色。接種污泥取自北京某市政污泥中溫厭氧消化罐。具體特性見(jiàn)表2。

      表2 有機(jī)垃圾滲濾液和接種污泥特性

      注:TS為總固體(total solid);VS為揮發(fā)性固體(volatile solid);SS為懸浮固體(suspended solid);VFAs為揮發(fā)性脂肪酸(volatile fatty acids);/ 表示未檢測(cè);為檢測(cè)次數(shù)。

      1.3 化學(xué)分析方法

      pH采用pH計(jì)(Mettler Toledo, 瑞士)測(cè)試。TS、VS、氨氮、COD根據(jù)之前研究方法測(cè)試[9],連續(xù)運(yùn)行中每隔3天取樣,設(shè)置3個(gè)平行樣品測(cè)試。VFAs采用氣相色譜儀(GC-2010Plus,日本島津)測(cè)定,檢測(cè)器為FID,RTX-WAX毛細(xì)色譜柱。沼氣經(jīng)過(guò)脫硫后采用濕式流量計(jì)測(cè)試產(chǎn)量。沼氣成分采用氣相色譜(GC-8A,日本島津)測(cè)定。污染后膜表面及清理后的膜表面特征采用掃面電鏡(SU3500,日本日立)分析。燒失量(loss on ignition, LOI)測(cè)試用于分析疏松泥餅層及沉淀層中有機(jī)物、無(wú)機(jī)物含量。在污染后膜表面分別取上、中、下不同位置的樣品,在105℃下烘24 h后以600℃灼燒 2 h,基于質(zhì)量損失計(jì)算LOI。

      1.4 膜清洗過(guò)程

      膜清洗步驟分為以下三步:①水力物理清洗。在充滿6 L蒸餾水反應(yīng)器中,以9 L/min的氣體循環(huán)速率將松散的濾餅層從膜表面去除,曝氣沖洗2 h。②NaClO清洗。水力清洗后,將膜在次氯酸鈉(NaClO)溶液(有效氯濃度為0.1%,麥克林,中國(guó))中持續(xù)浸泡15 h,以去除膜表面、空隙和內(nèi)部的有機(jī)污染物。③檸檬酸清洗。在2%檸檬酸溶液(麥克林,中國(guó))中浸泡12 h,以去除無(wú)機(jī)污染物。

      1.5 計(jì)算公式

      膜滲透性是表征膜運(yùn)行的一個(gè)重要參數(shù),其計(jì)算方法如式(1)所示。

      式中:為膜滲透性,L/(m2?h?kPa);ave為平均過(guò)濾通量,L/(m2?h);為跨膜壓差,kPa。

      COD去除率計(jì)算方法如式(2)所示。

      式中:CODc為COD去除率,%;CODin為進(jìn)料中的COD濃度,mg/L;CODp為膜出液COD濃度,mg/L。

      膜阻力計(jì)算方法如式(3)所示。

      式中:t為清水中膜阻力,m?1;為跨膜壓差,kPa;為透過(guò)液黏度,Pa?s;為透過(guò)液通量,L/(m2?h)。

      游離VFAs計(jì)算方法如式(4)所示:

      式中:FVFA為游離揮發(fā)性脂肪酸(free volatile fatty acid, FVFA)濃度,mg/L;VFAs為總VFAs濃度,mg/L;p為25℃下?lián)]發(fā)酸的電離常數(shù),其中對(duì)應(yīng)乙酸、丙酸、丁酸、異丁酸、戊酸、異戊酸的p分別為4.757、4.874、4.812、4.840、4.835和4.767。

      2 結(jié)果與討論

      2.1 連續(xù)運(yùn)行的COD去除效率

      AnMBR在長(zhǎng)期運(yùn)行下的發(fā)酵情況如圖2所示。實(shí)驗(yàn)連續(xù)運(yùn)行104 d,在啟動(dòng)期間(1 ~ 30 d),HRT從40 d逐漸縮短至10 d,COD去除率逐漸上升至90%,膜出液COD濃度從近30000 mg/L降至5 200 mg/L,沼氣中甲烷濃度快速?gòu)?8%增至74%。通常新鮮垃圾滲濾液中含9 000 ~ 15 000 mg/L的VFAs[13],本研究中VFAs平均濃度高達(dá)16 000 mg/L。在實(shí)驗(yàn)初期,由于產(chǎn)甲烷微生物活性還不高,VFAs易積累,膜出液VFAs濃度較高,但該階段沼氣產(chǎn)率呈快速增長(zhǎng)趨勢(shì)(如圖2c所示),并沒(méi)有對(duì)沼氣發(fā)酵造成表觀的抑制效果,游離VFAs濃度低于3 mg/L,這可能是沒(méi)有形成酸抑制的原因。隨著發(fā)酵進(jìn)行,膜出液的VFAs濃度迅速降低,并逐漸穩(wěn)定在(190±120) mg/L,pH穩(wěn)定在8±0.15。滲濾液中鈣離子濃度較高,易在微堿性環(huán)境下與碳酸根結(jié)合[14],形成碳酸鈣沉淀[15],見(jiàn)式(5) ~ 式(8),體系內(nèi)產(chǎn)生的碳酸氫鹽堿度高達(dá)13 000 mg-CaCO3/L,對(duì)游離VFAs生成具有較強(qiáng)的緩沖效果,啟動(dòng)初期pH始終維持在7.6之上。

      穩(wěn)定運(yùn)行后COD的去除率在90% ~ 93%范圍內(nèi)波動(dòng),沼氣容積產(chǎn)氣率為1.8 ~ 2.2 L/(L·d),沼氣中甲烷濃度穩(wěn)定在(74.3±1.4)%,大于傳統(tǒng)反應(yīng)器在處理垃圾滲濾液中的沼氣濃度[16]。單位去除COD平均可產(chǎn)生284 mL甲烷,約占理論產(chǎn)甲烷量(1 g COD理論產(chǎn)生350 mL甲烷)的81%。增加過(guò)濾通量后發(fā)現(xiàn)COD去除率和沼氣產(chǎn)氣率有所增加,可能是由于膜表面形成緊實(shí)膜污染層對(duì)小分子有機(jī)溶質(zhì)起一定截留作用[6],同時(shí)泥餅層中的微生物進(jìn)一步促進(jìn)了有機(jī)物降解[17]。

      綜合顯示,在AnMBR處理垃圾滲濾液過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定高效的處理效果,同時(shí)增加過(guò)濾通量有助于COD的去除。

      2.2 不同過(guò)濾通量下的膜運(yùn)行性能

      膜的持續(xù)運(yùn)行性能是評(píng)價(jià)厭氧膜生物反應(yīng)器過(guò)濾性能的重要參數(shù),膜壓變化是評(píng)價(jià)膜運(yùn)行性能最直觀的指標(biāo),同時(shí)膜透過(guò)性是綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)之一。厭氧發(fā)酵中混合液TS濃度超過(guò)10 g/L即認(rèn)為是高固體發(fā)酵[11],而本實(shí)驗(yàn)初始發(fā)酵液TS大于30 g/L,在此條件下考察了連續(xù)實(shí)驗(yàn)中順序調(diào)整過(guò)濾通量對(duì)膜運(yùn)行的影響。運(yùn)行期間通過(guò)調(diào)整蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)整過(guò)濾通量,需要說(shuō)明的是當(dāng)通量調(diào)整為4 L/(m2?h)后,僅運(yùn)行5 d,由于不可逆膜污染嚴(yán)重,無(wú)法通過(guò)調(diào)整蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)整通量。

      圖3 不同過(guò)濾通量下的膜性能

      圖3反映了在不同通量運(yùn)行下TMP和膜滲透性變化。在初始通量[6 L/(m2?h)]運(yùn)行61 d后,每日最大膜壓僅從3.3 kPa增大至4.4 kPa,明顯優(yōu)于文獻(xiàn)[4,7]報(bào)道的膜運(yùn)行效果,每日最小膜壓變化較小,對(duì)應(yīng)的膜滲透性從1.67 L/(m2?h?kPa)下降至1.36 L/(m2?h?kPa),下降了18.6%,在第51 d之前,膜滲透性只下降了5.4%,第51 ~ 61 d下降了13.2%,表明在此運(yùn)行階段,膜運(yùn)行形成的膜壓增加會(huì)在膜休息期間得到完全恢復(fù),認(rèn)為此期間污染物并沒(méi)有對(duì)膜造成明顯的影響。當(dāng)過(guò)濾通量增加至7 L/(m2?h)后,日最大膜壓變化經(jīng)過(guò)了三個(gè)階段:快速增大(62 ~ 64 d)、緩慢增大(65 ~ 70 d)、快速增大(71 ~ 76 d)。隨著抽吸力的增大,混合液中的顆粒受力穩(wěn)態(tài)被打破,進(jìn)一步在膜表面沉積壓實(shí)。一個(gè)運(yùn)行周期內(nèi)最大膜壓(TMP-max)和最小膜壓(TMP-min)差值(ΔTMP)的快速增大表明可恢復(fù)污染物在增加,同時(shí)膜透過(guò)性能迅速下降至初始的50%,但在調(diào)整初期,膜休息時(shí)的TMP-min尚可恢復(fù)至較低水平,隨著可恢復(fù)污染逐漸轉(zhuǎn)化為不可恢復(fù)污染,TMP-min也隨著TMP-max的增大而增大,此時(shí)泥餅層厚度增加并逐漸密實(shí),氣體循環(huán)無(wú)法進(jìn)一步將吸附的污染物沖刷掉。當(dāng)TMP-max膜壓急劇增加至14.9 kPa時(shí),過(guò)濾通量降至5 L/(m2?h),TMP-max迅速降至11.9 kPa,然后在6 d內(nèi)迅速增加至21.4 kPa,該階段不可恢復(fù)污染也迅速增加。將過(guò)濾通量繼續(xù)調(diào)至4 L/(m2?h)后,TMP-max輕微下降后繼續(xù)上升,此時(shí)膜的過(guò)濾性能已經(jīng)嚴(yán)重下降,膜透過(guò)性能僅剩初始的7.9%?;谝陨辖Y(jié)果分析,發(fā)現(xiàn)在恒定過(guò)濾通量為6 L/(m2?h)時(shí),膜具有較好的運(yùn)行效果,而增加過(guò)濾通量后容易造成不可逆污染,即使再進(jìn)一步降低過(guò)濾通量也很難緩解不可逆污染的增加。

      2.3 膜過(guò)濾阻力分析

      通過(guò)解析膜污染物組分及阻力分布情況來(lái)評(píng)估膜污染的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,在膜表面上、中、下不同位置取疏松污染物樣品進(jìn)行LOI測(cè)試,結(jié)果如表3所示,疏松泥餅層中平均無(wú)機(jī)物(以干物質(zhì)計(jì))含量達(dá)74.8%,高于反應(yīng)器內(nèi)混合液中無(wú)機(jī)物含量,膜表面下部污泥層中無(wú)機(jī)含量略高于中部和上部。AnMBR處理市政廢水及餐廚廢水的研究結(jié)果顯示泥餅層中以有機(jī)物為主[18-19],而本研究泥餅層中無(wú)機(jī)物含量更高,這歸因于系統(tǒng)具有更高的無(wú)機(jī)物截留率。取出污染的膜后,在6 L清水中測(cè)試不同通量下的TMP,根據(jù)式(3)計(jì)算作為總阻力。經(jīng)水力清洗、NaClO溶液清洗、檸檬酸清洗后獲得的過(guò)濾阻力對(duì)應(yīng)為泥餅層阻力、有機(jī)凝膠層阻力、無(wú)機(jī)物阻力和剩余不可恢復(fù)阻力,各阻力占總阻力比重的分布結(jié)果如圖4所示。泥餅層的阻力占總阻力的52%,與加大通量后形成更緊實(shí)的泥餅層有較大關(guān)系[19];在清洗完疏松泥餅層之后,接著在0.1% NaClO溶液中浸泡15 h,測(cè)得有機(jī)凝膠層阻力占20%,此時(shí)仍有堅(jiān)硬沉淀層黏附在膜表面,2%檸檬酸溶液浸泡12 h后阻力可以恢復(fù)91.8%;剩余不可恢復(fù)阻力占據(jù)5.3%,膜自身阻力占2.9%。有研究表明,有機(jī)污染物主要為微生物中間產(chǎn)物[20],包括蛋白質(zhì)、多糖等[16],而無(wú)機(jī)污染物主要為無(wú)機(jī)沉淀物或無(wú)機(jī)離子與胞外聚合物(extracellular polymeric substance, EPS)絡(luò)合物[21]。在增加過(guò)濾通量后,因受到更大的吸附力[22],泥餅層中無(wú)機(jī)沉淀和有機(jī)物形成了更密實(shí)的阻力層。

      表3 膜表面不同位置無(wú)機(jī)物和有機(jī)物含量

      圖4 膜阻力分布

      測(cè)試膜清洗前后的膜過(guò)濾特性,結(jié)果表明采用物理清洗和化學(xué)清洗共同作用可以實(shí)現(xiàn)膜清水過(guò)濾性能的恢復(fù),圖5顯示在不同恒定通量下的清水過(guò)濾測(cè)試及線性回歸結(jié)果。膜壓和過(guò)濾通量形成的斜率值可以直觀地表明膜污染的程度,污染后的膜、清洗后的膜及新膜的斜率(1、2、3)分別為0.141、0.012和0.040。結(jié)果表明“物理+化學(xué)”法清洗后可以有效去除易處理和難處理膜污染物,但仍有部分污染殘留在膜表面或膜孔內(nèi)形成了不可恢復(fù)污染物。

      圖5 清洗前后膜面膜過(guò)濾性能變化

      3 結(jié) 論

      AnMBR系統(tǒng)依次在7 L/(m2?h)、6 L/(m2?h)、5 L/(m2?h)、4 L/(m2?h)通量下連續(xù)運(yùn)行104d,實(shí)現(xiàn)90% ~ 93%的COD去除率,是一種可靠的垃圾滲濾液處理技術(shù)。在恒定過(guò)濾通量為6 L/(m2?h)條件下,有機(jī)平板膜保持良好的過(guò)濾性能。過(guò)濾通量的增大造成不可逆污染形成并逐漸惡化,此時(shí)降低過(guò)濾通量?jī)H能暫緩不可逆污染形成。疏松污泥層是膜污染阻力的主要貢獻(xiàn)者。故控制泥餅層和不可逆污染形成是實(shí)現(xiàn)膜高效可持續(xù)過(guò)濾性能的關(guān)鍵。根據(jù)膜污染性質(zhì)針對(duì)性調(diào)整清洗策略可能是一種節(jié)本增效的方法。

      [1] 國(guó)家統(tǒng)計(jì)局. 中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒-2021[M]. 北京: 中國(guó)統(tǒng)計(jì)出版社, 2021.

      [2] WU Z Y, LIU Y, YAO J Q, et al. The materials flow and membrane filtration performance in treating the organic fraction of municipal solid waste leachate by a high solid type of submerged anaerobic membrane bioreactor[J]. Bioresource technology, 2021, 329: 124927. DOI: 10.1016/j.biortech.2021.124927.

      [3] ZHANG J, XIAO K, HUANG X. Full-scale MBR applications for leachate treatment in China: practical, technical, and economic features[J]. Journal of hazardous materials, 2020, 389: 122138. DOI: 10.1016/j.jhazmat. 2020.122138.

      [4] SIERRA J D M, OOSTERKAMP M J, WANG W, et al. Comparative performance of upflow anaerobic sludge blanket reactor and anaerobic membrane bioreactor treating phenolic wastewater: overcoming high salinity[J]. Chemical engineering journal, 2019, 366: 480-490. DOI: 10.1016/j.cej.2019.02.097.

      [5] 李亮, 徐代平, 詹愛(ài)平. 垃圾焚燒廠滲濾液處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與調(diào)試運(yùn)行[J]. 中國(guó)給水排水, 2013, 29(10): 48-50. DOI: 10.3969/j.issn.1000-4602.2013.10.013.

      [6] TRZCINSKI A P, STUCKEY D C. Inorganic fouling of an anaerobic membrane bioreactor treating leachate from the organic fraction of municipal solid waste (OFMSW) and a polishing aerobic membrane bioreactor[J]. Bioresource technology, 2016, 204: 17-25. DOI: 10.1016/j.biortech. 2015.12.074.

      [7] ODRIOZOLA M, LOUSADA-FERREIRA M, SPANJERS H, et al. Effect of sludge characteristics on optimal required dosage of flux enhancer in anaerobic membrane bioreactors[J]. Journal of membrane science, 2021, 619: 118776. DOI: 10.1016/j.memsci.2020.118776.

      [8] FIELD R W, PEARCE G K. Critical, sustainable and threshold fluxes for membrane filtration with water industry applications[J]. Advances in colloid and interface science, 2011, 164(1/2): 38-44. DOI: 10.1016/j.cis.2010.12.008.

      [9] TRZCINSKI A P, STUCKEY D C. Effect of sparging rate on permeate quality in a submerged anaerobic membrane bioreactor (SAMBR) treating leachate from the organic fraction of municipal solid waste (OFMSW)[J]. Journal of environmental management, 2016, 168: 67-73. DOI: 10.1016/j.jenvman.2015.11.055.

      [10] 喬瑋, 姜萌萌, WANDERA S M, 等. 厭氧平板膜生物反應(yīng)器連續(xù)處理豬場(chǎng)廢水研究[J]. 中國(guó)環(huán)境科學(xué), 2018, 38(12): 4502-4508. DOI: 10.3969/j.issn.1000-6923.2018.12.013.

      [11] CHENG H, LI Y M, KATO H, et al. Enhancement of sustainable flux by optimizing filtration mode of a high-solid anaerobic membrane bioreactor during long-term continuous treatment of food waste[J]. Water research, 2020, 168: 115195. DOI: 10.1016/j.watres. 2019.115195.

      [12] WANDERA S M, QIAO W, JIANG M M, et al. Enhanced methanization of sewage sludge using an anaerobic membrane bioreactor integrated with hyperthermophilic biological hydrolysis[J]. Energy conversion and management,2019, 196: 846-855. DOI: 10.1016/j.enconman.2019.06.054.

      [13] 姚軍強(qiáng), 吳志躍, 鄭曉宇, 等. 垃圾焚燒廠滲濾液厭氧處理的研究進(jìn)展[J]. 新能源進(jìn)展, 2021, 9(2): 143-150. DOI: 10.3969/j.issn.2095-560X.2021.02.008.

      [14] BORZACCONI L, LóPEZ I, OHANIAN M, et al. Anaerobic-aerobic treatment of municipal solid waste leachate[J]. Environmental technology, 1999, 20(2): 211-217. DOI: 10.1080/09593332008616810.

      [15] YE J X, MU Y J, CHENG X, et al. Treatment of fresh leachate with high-strength organics and calcium from municipal solid waste incineration plant using UASB reactor[J]. Bioresource technology, 2011, 102(9): 5498- 5503. DOI: 10.1016/j.biortech.2011.01.001.

      [16] LIU J Y, HU J, ZHONG J P, et al. The effect of calcium on the treatment of fresh leachate in an expanded granular sludge bed bioreactor[J]. Bioresource technology, 2011, 102(9): 5466-5472. DOI: 10.1016/j.biortech.2010.11.056.

      [17] JIANG M M, WESTERHOLM M, QIAO W, et al. High rate anaerobic digestion of swine wastewater in an anaerobic membrane bioreactor[J]. Energy, 2020, 193: 116783. DOI: 10.1016/j.energy.2019.116783.

      [18] CHU L B, YANG F L, ZHANG X W. Anaerobic treatmentof domestic wastewater in a membrane-coupled expended granular sludge bed (EGSB) reactor under moderate to low temperature[J]. Process biochemistry, 2005, 40(3/4): 1063-1070. DOI: 10.1016/j.procbio.2004.03.010.

      [19] CHENG H, LI Y M, LI L, et al. Long-term operation performance and fouling behavior of a high-solid anaerobic membrane bioreactor in treating food waste[J]. Chemical engineering journal, 2020, 394: 124918. DOI: 10.1016/j.cej.2020.124918.

      [20] 姜萌萌, 林敏, 鄭曉宇, 等. 高溫厭氧膜生物反應(yīng)器處理餐廚廢水的啟動(dòng)[J]. 中國(guó)環(huán)境科學(xué), 2020, 40(12): 5318-5324. DOI: 10.3969/j.issn.1000-6923.2020.12.025.

      [21] XU B Y, NG T C A, HUANG S J, et al. Effect of quorum quenching on EPS and size-fractioned particles and organics in anaerobic membrane bioreactor for domestic wastewater treatment[J]. Water research, 2020, 179: 115850. DOI: 10.1016/j.watres.2020.115850.

      [22] CHENG H, LI Y M, GUO G Z, et al. Advanced methanogenic performance and fouling mechanism investigation of a high-solid anaerobic membrane bioreactor (AnMBR) for the co-digestion of food waste and sewage sludge[J]. Water research, 2020, 187: 116436. DOI: 10.1016/j.watres.2020.116436.

      COD Removal Efficiency and Membrane Filtration Performance of Anaerobic Membrane Bioreactor in Treating OFMSW Leachate

      LIU Yuan1, WU Zhi-yue2,3, YAO Jun-qiang2,3, LI You1, ZHENG Xiao-yu4, DONG Ren-jie2,3, QIAO Wei2,3

      (1. Everbright Environmental Protection (China) Co., Ltd., Shenzhen 518033, Guangdong, China; 2. College of Engineering, China Agricultural University, Beijing 100083, China; 3. Research & Development Center for Efficient Production and Comprehensive Utilization of Biobased Gaseous Fuels, Energy Authority, National Development and Reform Committee, Beijing 100083, China; 4. Everbright Environmental Protection Technology Research Institute (Nanjing) Co., Ltd., Nanjing 210007, China)

      The membrane filtration performance of anaerobic membrane bioreactor (AnMBR) for treating real organic fraction of municipal solid waste (OFMSW) leachate was investigated under different membrane filtration fluxes [7 L/(m2?h), 6 L/(m2?h), 5 L/(m2?h), 4 L/(m2?h)], and the resistance distribution after membrane fouling was analyzed. The system was operated for 104 days at conditions of hydraulic retention time (HRT) of 10 days, solid retention time (SRT) of 100 days and organic loading rate (OLR) of 5 - 6 g-COD/(L?d). Results showed that the chemical oxygen demand (COD) removal efficiency was improved from 90% to 93% with the increase of flux. When the system running at initial flux of 6 L/(m2?h), the filtration performance was excellent. Irreversible foulant formed rapidly when the flux increased to 7 L/(m2?h), which couldn’t be reversed if the flux reduced to 5 L/(m2?h) or even 4 L/(m2?h). The distribution of filtration resistance was measured via membrane cleaning procedure, and the results showed that cake layer was the dominant foulant, accounting for 52% of the total resistance. Reducing the operating flux had a poor effect on the recovery of irreversible pollution, and chemical cleaning should be carried out in time. The cleaning strategy can be adjusted by analyzing the characteristics of foulant, and optimizing the dosage of cleaning reagent.

      OFMSW leachate; filtration flux; anaerobic membrane bioreactor; anaerobic digestion; membrane fouling

      2095-560X(2022)04-0291-07

      TK6

      A

      10.3969/j.issn.2095-560X.2022.04.001

      收稿日期:2022-02-21

      2022-03-22

      國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51778616);海南省重點(diǎn)研發(fā)課題(ZDYF2021SHFZ065)

      喬 瑋,E-mail:qiaowei@cau.edu.cn

      劉 媛(1986-),女,博士,主要從事廢水和固體廢棄物的厭氧生物處理研究。

      喬 瑋(1979-),男,博士,教授,主要從事廢水和廢棄物的厭氧生物處理研究。

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