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3.2正渗透膜生物反应器
膜生物反应器(Membranebioreactor,MBR)将生物降解与膜分离技术相结合,具有出水水质好、活性污泥浓度高、剩余污泥产量低等优点,然而膜污染问题是制约其广泛应用的一大障碍。将FO与MBR相结合形成FO-MBR(如图2所示FO-MBR工艺流程图),或许是解决这个问题的一个选择。
由于依靠汲取溶液的渗透压代替外加机械抽吸压力进行膜分离,与传统浸没式MBR相比,FO-MBR具有较低的膜污染趋势,较高的水力停留时间也会产生高品质的处理水。除了具备上述优势,FO-MBR也存在膜通量低、汲取溶液反向渗透进入MBR等问题,较高的内部浓差极化是引起膜通量下降的主要原因。另外FO-MBR高水力停留时间会引起进水中盐类物质积累而抑制生物活性,有研究表明可通过优化SRT、定期去除混合液上清液的方式来解决这个问题。
图2FO-MBR工艺流程图
近年来温室气体排放使得对消耗大量资源、能源,排放大量温室气体的传统污水处理技术提出反思。厌氧生物处理是有效的从污水中回收能源的技术之一。由于MBR将HRT与SRT相分离,厌氧MBR(AnMBR)能够维持较高生物量。
Chen等将FO与AnMBR组合成FO-MBR,该工艺能去除96%的有机碳、几乎100%的总磷和62%的氨氮,产生的生物气中CH4和CO2分别占65%-78%和22%-35%,达到了平均0.21LCH4/gCOD的沼气产率,且生物反应器中盐度的增加没有对生物过程产生抑制或毒性效应,FO-AnMBR表现出在污水能源回收与利用方面的可能性。
3.3正渗透—反渗透组合工艺
单独正渗透和FO-MBR都需要配备汲取溶液分离、回收装置,并且FO-MBR中膜组件直接接触活性污泥混合液,仍会产生较为严重的膜污染问题。将正渗透(FO)与反渗透(RO)组合用于污水处理,正渗透用浓汲取溶液的渗透压于从原污水中分离纯水形成稀汲取溶液,反渗透(RO)则从稀汲取溶液中分离纯水,汲取溶液在其中循环利用(只需根据蒸发、反向渗透、漏失等耗损情况适当补充),是可行的新型污水处理技术(如图3)。
图3FO-RO组合工艺流程图
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