水和废水处理 -  SCI Forschen德赢娱乐国际

全文

研究文章
膜生物反应器工艺如何满足现在和未来城市污水处理的要求?

克里斯蒂安·巴雷塞尔1 *Klara Westling.1奥斯卡·萨缪尔森1索非亚安德森1雨果瑞恩1索非亚安德森2.Niklas Dahlen2.

1 IVL瑞典环境研究院AB,Valhallavägen81,10011斯德哥尔摩,瑞典
2. 斯德哥尔摩Vanten Och Avfall Va Ab,106 36斯德哥尔摩,瑞典

*通讯作者:Christian Baresel,IVL瑞典环境研究所AB,Valhallavägen 8110031,瑞典斯德哥尔摩,电子邮件:Christian.Baresel@ivl.se.


抽象的

关于中央市政污水处理方面的膜生物反应器(MBR)技术在包括营养去除,除去微核性(MP)和温室气体排放(GHG)的排放。瑞典斯德哥尔摩世界最大的MBR过程的试验规模实验表明

  • 在各种负荷下,可实现目标出水水质,
  • 与传统处理工艺相比,该处理工艺的直接温室气体排放更低,
  • MBR工艺对微塑料和细菌的去除效果较好
  • 如果与额外的补充处理相结合,可有效去除药物残留物和其他微污染物。
关键词

膜生物反应器;污水处理;营养物去除;超滤;温室气体排放;新兴污染物;微污染物;药物残留物;臭氧氧化;活性炭;微塑料

介绍

瑞典斯德哥尔摩的几个市政污水处理厂(WWTPS)将在不久的将来面临增加的负荷,由于人口不断增长,以及更严格的流出质量要求。后者主要有关瑞典对波罗的海行动计划的承诺和欧洲水框架指令(WFD)的承诺的营养素。此外,由于WWTP流出物是环境的最大或最重要的来源,因此可以更加关注,除去药物残留物,微塑料和抗生素抗性等新出现的物质,因为这种载荷对环境最重要的来源是最重要的来源[1-4]。在常规的WWTPS [5]中通常不会有效地除去药物残留物和其他新出现的物质。粮食计划署已定义优先药物列表,包括农药,杀生物剂,甘油酸和金属[6],这已经需要监测和治疗。其他一些物质,包括一些药物,在可能置于WFD优先列表中的新兴污染物的“观察名单”上。因此,在较大的WWTPS中,可以预期其他药物残留物和其他微渗透物(MP)的要求,也可以在比瑞士的其他国家预期减少,其中如此调节已经到位。对水生生物,水生食品纤维网和较高生物的潜在负面影响以及细菌中抗生素抗性基因数量增加的风险,都对我们的环境,健康和社会带来了威胁[7-9]。废水处理的另一个越来越多的关切是温室气体排放(GHG)。在WWTPS,特别注意氧化亚氮(n2.O),是一种强效温室气体(比二氧化碳(CO .)强298倍)2.)[10])。在不完全的硝化和反硝化2.O可以被排放,这可能会对处理过程造成显著的整体环境负面影响[11,12]。尽管法规可能会在未来几年内出台,但许多污水处理厂积极致力于减少废水处理过程中的温室气体排放。许多污水处理厂除了需要增加产能、提高处理效率和减少温室气体排放外,还面临着由于地处人口密集地区或地下而无法进行空间扩张的问题。

因此,需要高效空间、高容量和灵活的城市污水处理工艺的新解决方案。斯德哥尔摩水和废物公司(Stockholm Vatten och Avfall)是瑞典最大的水服务组织,斯德哥尔摩Henriksdal污水处理厂正直接面临上述空间限制、容量需求增加和出水要求更严格的问题。因此,现有的传统活性污泥工艺(CAS)将被转化为膜生物反应器(MBR),仅使用现有的工艺体积就可使容量增加一倍。新工艺将成为世界上最大的MBR设施,产能为160万PE(预计2040年负荷)。

MBRS将生物活性污泥工艺与膜分离相结合,这提供了CAS上的明显优点。优点包括关于颗粒的显着更好的流出物(渗透物)质量,由于膜孔径,由于生物学中的污泥浓度较高,因此较高的污泥浓度,较高的污泥浓度,对流入的变化的灵活性而较高的体积载荷。甚至与传统治疗系统相比,使用MBR的MP的处理甚至可能更有效。这部分地解释了所连接的颗粒的MP可以通过过滤有效地除去麦克酸,而溶解的MP可以更有效地降解,因为MBR过程中的更高的生物活性。另外,可以实现与CAS相比的更有效的抛光处理[11,13-18]。该方法的缺点是用于曝气的高能量用途和在过滤步骤中使用清洁化学物质来抑制膜表面上的污垢和缩放,这降低了膜的渗透性。

膜生物反应器已经使用了几十年,但仅在过去的十年中,膜生物反应器在处理城市和工业废水方面获得了更多的关注。这主要是由于膜的成本显著降低和工艺开发降低了能源需求[19-23]。

本研究工作的目的是探讨关于整体全神经和资源效率的MBR技术,朝着一些最中心的治疗方面,包括营养去除,除去微渗透剂和最小化温室气体排放。通过实际的Pilotscale实验,介绍了所学习系统在定义的各种测试期间的性能,以满足瑞典斯德哥尔摩越来越多的地区的现状和未来要求。

方法
飞行员特征

自2013年9月以来,IVL瑞典环境研究所和斯德哥尔摩水和废物公司共同建立并运营了一条中试规模的处理线,其容量相当于Henriksdal污水处理厂总容量的0.015%(设计年2040)。中试规模的处理线(图1)是Henriksdal WWTP未来处理线的复制品,位于研发设施Hammarby Sjöstadsverk (www.hammarbysjostadsverk.se,位于斯德哥尔摩的瑞典水创新中心的一部分)。

图1:导率刻度处理线的工艺配置(RAS DEOX是返回活性污泥脱氧)

对飞行员的流入从未处理的流入到Henriksdal WWTP中,并通过3毫米过滤器过滤。进入飞行员的流量与向主WWTP的流量成比例。该飞行员由充气预沉淀罐,初级澄清剂,一种生物反应器,总体积为约29m3.分为缺氧区和好氧区,然后是13.2m的超滤(UF)池3..从后反硝化区开始到预反硝化区开始的硝酸盐,并且污泥从UF罐再循环到预反硝化区的开始。进一步使用旨在通过硝化/呼吸降低返回污泥中氧浓度的单独的脱气罐(Ras DEOX)。将污泥脱水的上清液连续加入到该步骤中。超滤由两个模块组成,具有来自Alfa Laval(丹麦)的平板膜型MFM 100。UF单位在10分钟后2分钟的弛豫时间间歇地操作。标称孔径为0.2微米,最小和最大孔径为0.17微米和0.26微米。每个模块的总膜面积为79.64米2.覆盖44张薄膜。

膜操作采用跨膜压力(TMP)控制策略。当渗透性从初始值下降约30%时,根据供应商要求对膜进行清洗(就地清洗,CIP)。次氯酸钠用于去除有机涂层,草酸用于去除无机涂层。

抽样

在中试研究期间,取样因评估重点不同而有所不同。但是,每天和每周的复合样品都是在进水、初级澄清池之后和出水中采集的。抓取样品是在生物反应器和UF罐中采集的。分析的标准参数包括总有机碳(TOC),7天后的生物需氧量(BOD7.)、总磷(TP)、磷磷(PO4-P)、悬浮固体(SS)、挥发性悬浮固体(VSS)、总溶解固体(TDS)、氨氮(NH .)4.-N) ,硝酸盐氮(NO3.-N) ,亚硝酸盐氮(NO2.-N)、总氮(TN)、污泥中消化铁(Fe)、消化磷(T)3.- n,在北半球4.-N、 溶解氧(DO)、SS、pH、氧化还原、水和空气流量、温度、压力和水位在试验中的几个位置用于过程监测和控制。

测试期

在运营的第一年(2013年10月- 2014年8月),研究重点是达到目标污水浓度的氮(6毫克TN / L)和磷(0.2 mg TP / L)在不同的加载和剂量条件分为四个不同的测试时间(P1-P4,见表1)。第二年操作期间(2014年9月- 2015年11月),重点是优化系统的整体处理效率,特别是磷的去除。第二年的试验周期(P5-P17)是基于不同的沉淀化学药剂投加控制策略。P1-P9期间,以乙酸钠(NaOAc)作为外碳源进行后反硝化。从测试期P10及以后,使用专有混合Brenntaplus。下面的表1和支持信息中的表S1提供了关于测试周期的详细信息。

测试周期(P) 周/年 流程1 有机负荷 助势 污泥含量 剂量Carbon2 给药p-去除
地点3
[M.3./小时) [M.3./小时) [l /(m2.·h)] (毫克/升) 鳕鱼(毫克/升) (毫克/升) []
启动(S) 40-49/13 ◄────────播种和生物学建立────────►
P1 50/13-13/14 2.5(c) 3.2 15.7 3500 - 6000 5-15 6 - 12 FeSO4. 1问
P2. 14-21/14 2.5(d) 3.2 15.7 4500-6000 15. 12 FeSO4. 1问
P3. 22-27/14 4.3(D) 5.5 27 8000 30. 20 Feso.4. 1问
P4. 28-36/14 2.75 (D) 3.5 17.2 6000. - 15 FeSO4.5FeCl3. 1F 1Q
P5 39-44 / 14. 2.8(d) 3.6 18.1 5000 - 20 FeCl3. 1问
P6 45-50/14 2.8(d) 3.6 16 5000 50 费索304. 1 f
P7. 51/14-03/15 2.8(d) 3.6 16.2 5000 45 20 Feso.4. 4Q
P8. 04-09/15 2.8(d) 3.6 17.8 5500 55 12 FeSO4. 1 & 3问
P9. 10-13 / 15. 2.8(d) 3.6 15.1 5500 65 10菲索4.
18 FeCl3.
1问3问
P10 14-15/15 2.8(d) 3.6 16.5 5500 80 10菲索4.
5氯化铁4.
2Q 3Q.
16-18/15 2.8(d) 3.6 12.3 5000 - 9 FeSO4.
11 FeCl3.
1问3 p
P12 19-23/15 2.8(d) 3.6 17.5 5500 55 15 FeSO4. 2 f
P13 24-30/15 2.8(d) 3.6 15.4 6500. 30. 11 Feso.4.
四氯化铁3.
2F 3P.
31-33/15 2.8(d) 3.6 12.5 5500 8. 14 Feso.4. 2F&3P.
P154 34-36/15 3.2(D) 4.0 13.7 5500 55 10菲索4. 1 f
P16 37-38/15 3.2(D) 4.0 18.4 5500 60 8菲索4. 一层和二层
P17 39-45/15 3.2(D) 4.0 18.0 5500 - 18菲索4.
1 FeCl3.
1F和2P 3P
1 - C -恒定流量,D -动态流量,由流量信号控制到全尺寸污水处理厂
2 - 在S - P9之间,使用Naoac,在P10 - P17 BrenntaPlus之间使用
3–位置见图1,F=固定剂量,Q=流量比例,P=与出水磷浓度成比例
4 -坦克改装的RAS/DeOx允许更高的负载
Offgas排放

调查N.2.对MBR工艺的O排放进行了两次筛选,分别对一级澄清池、生物反应器和超滤池进行了筛选;第一种不加废渣水,第二种加废渣水,从污泥脱水到RAS DeOx。飞行员在两个战役(测试期P13)中都在相同的条件下操作。每个反应器被覆盖,所有过程的废气被Teledyne分析仪器(GFC-7002E型)测量和分析。图S1提供了筛选设置的一般原理图。总氮(TN)、铵(nhh)4.-N)和硝酸盐(没有3.-N) 在每个反应器的测量周期开始和结束时,对其进行现场分析。使用测量的气流和废气中的浓度计算总排放量。

治疗微润湿剂

试点研究包括对MBR工艺中各种微量舒适剂的去除效率的研究有或没有以下互补抛光步骤(i)臭氧化合物和(ii)BaF(GAC),具有粒状活性炭的生物活性过滤器。在一系列测试天期间进行臭氧化试验,在每个配置变化的三次保留时间后采样。BAF(GAC)测试在20个月内进行每周复合采样。在一年内的一年内收集用于分析微薄的分析的过程中的一些用于过程操作的每日复合样品。研究的微润肤剂包括广泛的相关药物和其他新兴物质,雌激素效应,细菌和微塑料(有关研究的详细信息,请参阅表S1)。除了根据Magnusson等人描述的方法进行分析,施加标准分析方法[24]除了分析的微薄塑料。[25]。支持信息提供更多细节,包括用于臭氧和BAF(GAC)测试的导频设置的示意图。

其他测试

中试研究包括与MBR工艺整体处理性能相关的许多其他活动。这包括绘制UF池中的污泥微生物区系图,并与使用MiDAS协议的全规模Henriksdal污水处理厂中的传统活性污泥工艺进行比较[26,27]此外,建立了基于1号活性污泥模型ASM1[28]的MBR试验模拟模型,用于在实施前测试和评估各种操作变化。

结果和讨论

结果表明,工艺配置能够满足氮和磷的目标去除要求(图2和图3).由于各种试验计划、负荷情况以及运行中偶尔出现的中断,图中所示的减少在100%的时间内没有低于预期的目标水平。2013年的平均出水浓度为4.2 mg TN/L和1.42 mg TP/L,2014年为4.1 mg TN/L和0.24 mg TP/L,2014年为4.6 mg TN/L和0.26 mg TP/Lear 2015。

图2:整个项目期间进水和出水中的磷浓度

图3:整个项目期间进水和出水中的氮浓度

在第44-49 / 2013周之间,因此不含升高的TP-出水浓度的沉淀化学品。添加沉淀化学品以低剂量开始,并且依次增加剂量直至达到令人满意的流出浓度。在03-09 / 2013之间的TPeffluent浓度增加,由于具有低化学剂量的试验。

从2014年第46周开始向处理管线添加废液,导致总氮负荷增加约10%,出水浓度暂时增加。在拒绝侧流添加之前,先收集进水样品。在第49/2014周之后,调整碳剂量控制以考虑废液造成的附加氮负荷,再次实现了较低的出水浓度。2015年第15- 21周污水浓度增加的原因是没有添加碳源的试验。

图4显示,在整个项目期间共进行了14次膜清洗(CIP),这比标准MBR工艺运行期间的时间间隔要短得多,在标准MBR工艺运行期间,根据生产商的建议(AlfaLaval),通常每年进行两次CIP清洗。这主要是由于试点MBR的运行条件比全面的市级MBR更恶劣。例如,这包括高剂量的沉淀化学品和直接在UF槽中剂量。此外,为了评价不同的测试周期,在开始新的测试周期之前,每次都使用CIPs尽可能地恢复膜的渗透性。

图4:整个项目期间的膜渗透性。膜清洗(CIP)用灰线标记。由于CIP程序的变化,在整个项目期间,在所有CIP事件中渗透性没有达到预期水平。

Offgas排放

然后2.O排放筛选显示第一曝气区排放最高,这与高氮负荷和溶氮剥离有关2.O.第二个曝气区和曝气UF池的排放量也较高,但由于这些反应器中的氮负荷低于第一个曝气区,因此总排放量也较低。除生物处理和初级澄清池的第一个区域外,缺氧区没有显示任何显著的排放量。然而,N2.o可能仍然可以在这些区域中生产,但如果是,那么它将主要在充气区域剥离。当从污泥脱水中拒绝从污泥脱水时加入到处理过程中,排放均显着更高,而另外加入拒绝水。

总氮负荷中约有0.02%和0.09%以N的形式排放到试验区2.O分别在不添加和添加废水的情况下。这明显低于研发设施中类似规模的CAS试验线和斯德哥尔摩地区的几个全尺寸脱氮污水处理厂的排放量,经测量,这些污水处理厂排放的氮占进水氮的0.13-1.2%2.O[29]。它也低于国际上报道的联合国2.o排放量在0.8%和6.5%之间变化[30-32]。与传统过程配置相比这些低排放的解释仍未确定,因此计划新的测量活动。然而,与其他研究的系统相比,MBR过程中的增加的生物活性可能是较低排放的部分部分。

治疗微润湿剂

与传统的活性污泥工艺相比,MBR工艺提供了高质量、无颗粒的出水。通过MBR工艺可以有效地去除废水中各种尺寸大于膜孔径的细菌,包括多重耐药细菌。然而,在MBR废水中仍然检测到极低浓度的细菌(<65 cfu/100 mL),但无法确定这些细菌是来自样品污染还是渗透液与大气的接触。这两个方面在污水处理环境中几乎是不可避免的。在MBR出水中没有检测到一个微塑料颗粒(去除率为100%),而在全尺寸CAS过程中,包括最后的砂过滤的出水同时含有塑料纤维和塑料碎片(去除率为90.7%)。在MBR和CAS废水中都发现了非合成纤维。

在MBR药物残基的分析流出物显示相似的水平在满刻度CAS流出物(除氨氯地平和舍曲林,在MBR工艺被减少到稍微更高的程度)。这表明与其他研究中的表明,与CAS过程相比,MBR工艺没有增加药物的去除效果[14,16]。

已经评估了与臭氧化合物或生物活性过滤器的MBR流出物的互补处理,用于相同的物质和雌激素效应(参见支撑信息中的表S1)。只有在互补治疗步骤中可以通过90%以上除去所有研究的物质。此外,所研究的酚类化合物三氯烷和双酚A通过两种技术降低到低于检测极限。臭氧化合物和BaF(GAC)也除去大多数壬基酚,而仅对辛基苯酚的BaF(GAC)工作很好。经处理的MBR流出物中的总大肠菌体以约80%通过臭氧处理和BaF(GAC)的臭氧和> 85%减少。有趣的是,在手术后的第一周内,BAF(GAC)中不存在粪便大圆形去除,而在3个月的操作后,达到超过90%的减少。这可以通过在utecal collifors utecal collivens中建立生物学来解释这一点。Ozonation只能在更高的臭氧剂量下减少粪便大肠杆菌3./ M.3.

Compared to similar complimentary treatment of CAS effluent (i.e. the same influent water, see e.g. Baresel et al. [33] and Ek et al. [34]), lower ozone doses were required to achieve a high reduction of persistent substances during ozonation, and a significant reduction of clogging and backwash frequency was achieved in the BAF(GAC) when treating MBR effluent. Both aspects have a direct impact on the operational cost of the advanced treatment of effluents. Both aspects are also related to the higher quality of MBR effluent compared to traditional CAS effluent, even with sand filtration. The long-term evaluation (2 years) of the biological filter is still ongoing and the final evaluation remains to be done. However, the filter capacity was maintained even after 20 000 Empty bed volumes without the need of GAC replacements. The removal efficiencies of ozonation and BAF(GAC) were also compared with reverse osmosis (RO) which was performed in parallel experiments at the R&D-facility. More details are provided by Baresel et al. [13].

其他相关测试

在Henriksdal污水处理厂[35],MBR工艺与CAS工艺相比,活性污泥中的微生物种群组成和动态有显著差异。该映射表明,它可能是一个有用的工具,以了解过程变化和在未来的操作控制。

模型模拟表明,如果在反硝化后(外碳投加点之前)将硝酸盐再循环转移到较早的位置,则碳源消耗减少,脱氮效果总体改善。根据模拟结果,改变了导频操作。

结论

MBR方法的评价表明,在各种负载下可以实现靶向污水质量<0.2mg TP / L和<6mg TN / L.然而,这可能需要相对高的沉淀化学品和外部碳剂量在最大载荷条件下。

测试的膜显示出高平均渗透性并在整个测试期间完全除去颗粒。UF-膜在高剂量的沉淀化学物质上表现出污染,特别是如果给药点靠近或在UF罐中。基于污水磷酸盐浓度的沉淀化学剂量控制策略被鉴定为在流出物中达到稳定的低磷浓度而不会冒着膜的过度污染。

结果进一步表明,研究的MBR工艺比其他传统处理工艺具有更低的直接温室气体影响,因为观察到的一氧化二氮排放量低于CAS工艺的报告量。

MBR工艺由于集成了超滤膜,可以有效地去除微塑料和细菌。利用臭氧或生物活性滤池对MBR出水进行补充处理,并以活性炭为滤材,可有效去除药物残留和其他微污染物,且与CAS出水处理相比效果更小。

总体而言,项目结果表明,MBR工艺提供了灵活性,以满足各种高效污水处理的需求,低出水有机物、营养物、悬浮固体和微污染物。先进的生物工艺配置结合有效的膜分离作为主要处理工艺产生高质量的废水,可通过额外的抛光步骤有效地升级。

前景

该项目仍在进行中,调查了一些问题,包括提高处理和资源效率,减少化学品和能源的使用,以及本研究中使用的平板膜与中空纤维膜之间的比较。将调查氯化有机污染物(测量为AOX(可吸附有机卤化物)和EOX(可萃取有机卤化物))的形成和潜在问题,以及膜操作和清洗的其他环境影响。

一氧化二氮排放测量运动计划进行更长的时间,以进一步调查在这里提出的积极结果。这次运动还将包括N2.O在水相中使用新型在线探针[36],以量化N2.O生产和消费动态。

此外,还将进行更多的试验,以节省资源的方式去除微污染物,并将各种补充处理步骤全面集成到MBR工艺中。例如,这包括为抛光MBR废水而特制的酶过滤器。

微生物种群绘图的结果表明,MBR污泥的性质不同于CAS污泥,这可能会影响污泥处理,即浓缩、脱水和消化。为了确定是否可以得出此类结论,将在中试规模内对污泥处理进行调查,并将其与微生物相联系l进一步研究中的人口组成。


参考文献
  1. (2016)微塑料颗粒在污水处理厂中的应用。水资源Res 91: 174-182。[Ref。]
  2. Eggen RI,Hollender J,Joss A,Schärer M,Stamm C(2014)减少水环境中微污染物的排放:废水处理厂升级的好处。环境科学技术48:7683-7689[Ref。]
  3. 李晓东,李晓东,李晓东,等。(2016)河流生物膜中抗生素耐药基因的研究进展。EnvironPollut 210:121 - 128。[Ref。]
  4. SNYDER SA(2008)EDC和药物在水中的发生,治疗和毒理学相关性。臭氧:SCI ENG 30:65-69。[Ref。]
  5. Loos R,Carvalho R,António DC,Comero S,Locoro G等。(2013)欧盟范围内对废水处理厂废水中新兴极性有机污染物的监测调查。水资源47:6475-6487[Ref。]
  6. 2013年8月12日欧洲议会和理事会指令2013/39/EU修订了指令2000/60/EC和2008/105/EC关于水政策领域优先物质的指令。[Ref。]
  7. 王志强,王志强(2011)臭氧在水处理中的应用研究进展。环境科学与技术。臭氧:科学工程33:253-266。[Ref。]
  8. Hollender J、Zimmermann SG、Koepke S、Krauss M、McArdell CS等(2009年)通过全面臭氧后氧化和砂滤对城市污水处理厂进行升级,以消除有机微污染物。环境科技43:7862-7869。[Ref。]
  9. Wert EC,Rosario-Ortiz FL,Drury DD,Snyder SA(2007)废水臭氧层化的氧化副产品形成。水res 41:1481-1490。[Ref。]
  10. IPCC(2007)气候变化2007:自然科学基础。第一工作组对政府间气候变化专门委员会第四次评估报告的贡献。剑桥大学出版社,剑桥和纽约。[Ref。]
  11. Baresel C,Dahlgren L,Almemark M,Lazic A(2015)《非饮用水再利用的城市废水回收——基于中试工厂研究和系统建模的环境评估》。水科学技术72:1635-1643[Ref。]
  12. Baresel C,Dalgren L,Almemark M,Lazic A(2016)废水再利用系统的环境性能:系统边界和外部条件的影响。水科学技术73:1387-1394[Ref。]
  13. Baresel C,EK M,Harding M,OchBergströmR(2014)处理具有臭氧或活性炭的生物处理废水。IVL瑞典环境研究所B2203技术报告。
  14. Lipp P, Kreißel K, Meuler S, Bischof F, Tiehm A (2009) MBR操作去除持久性有机污染物的影响参数。淡化水处理6:102-107。
  15. 张晓东,张晓东,张晓东,等。膜生物反应器去除城市污水中微生物指标的研究[J]。生物资源技术102:5004-5009。[Ref。]
  16. Radjenović J, Petrović M, Barceló D(2009)传统活性污泥(CAS)和高级膜生物反应器(MBR)处理的废水和污泥中药物的命运和分布。水资源Res 43: 831-841。[Ref。]
  17. Sipma J,Osuna B,Collado N,MonclúsH,Ferrero G等人。(2010)在MBR和活性污泥系统中去除药物的比较。海水淡化250:653-659。[Ref。]
  18. Tambosi JL,De Sena RF,Gebhardt W,Moreira RFPM,JoséHJ等人。(2009)物理化学和先进的氧化过程 - MBR处理后抗生素化合物的消除结果的比较。臭氧:科学与工程31:428-435。[Ref。]
  19. Barillon B,Ruel SM,Langlais C,Lazarova V(2013)膜生物反应器的能源效率。水科学技术67:2685-2691[Ref。]
  20. Ioannou-Ttofa L, Foteinis S, Chatzisymeon E, Fatta-Kassinos D(2016)通过生命周期分析的膜生物反应器处理过程的环境足迹。Sci Tot Environ 568: 306-318。[Ref。]
  21. Larrea A, Rambor A, Fabiyi M(2014)工业和城市膜生物反应器(MBR)系统十年的经验教训。水科学技术70:279-288。[Ref。]
  22. 孟F(2012)膜生物反应器的研究进展:结构优化、污染物消除和污泥减量。环境工程学报29:139-160。[Ref。]
  23. Pinnekamp J(2006)膜技术für die Abwasserreinigung。在:aktual Aufl (Eds) Siedlungswasser- und Siedlungsabfallwirtschaft北莱茵-威斯特法伦。FiW-Verl,亚琛。[Ref。]
  24. bassel C, Dahlgren L, Nikolic A, de Kerchove A, Almemark M, et al.(2015)处理后的废水用于非饮用水的再利用(再利用)最终报告。IVL瑞典环境研究所技术报告B2219。[Ref。]
  25. Magnusson K, Jörundsdóttir H, Norén F, Lloyd H, talviti J, et al.(2016)污水处理系统中的微垃圾,TemaNord。[Ref。]
  26. Albertsen M, Karst SM, Ziegler AS, Kirkegaard RH, Nielsen PH (2015) Back to Basics - DNA提取和引物选择对活性污泥群落系统发育分析的影响。PLoS One 10:1 -15。[Ref。]
  27. McIlroy SJ,Saunders AM,Albertsen M,Nierychlo M,McIlroy B,et al.(2015)MiDAS:活性污泥微生物现场指南。数据库(牛津)[Ref。]
  28. HENZE M,GUJER W,MINO T,VAN LOOSDRECHT MCM(2000)激活污泥模型ASM1,ASM2,ASM2D和ASM3。IWA出版,英国。[Ref。]
  29. Baresel C,Yang J,Tjus K,Westling K(2016c)一氧化二氮(N2.O)各种污水处理工序排放的废气。未发表的原始数据。
  30. 全球水研究联盟报告(20112.o和ch.4.废水收集和处理系统的排放.技术报告[Ref。]
  31. 罗德里格斯·卡巴莱罗A,皮胡安M(2013)N2.部分硝化序批式反应器的O和NO排放:探索动力学、来源和最小化机制。水资源47:3131-3140[Ref。]
  32. 孙胜,程旭,李胜,齐飞,刘勇,等。(20132.o Fullscale城市废水处理厂的排放:A(2)o和SBR之间的比较。水SCI技术67:1887-1893。[Ref。]
  33. Baresel C, Cousins AP, Hörsing M, Ek M, Ejhed H,等(2015a)污水处理厂出水中的药物残留和其他新兴物质————关于浓度、定量、行为和去除选项的审查。IVL瑞典环境研究所技术报告。[Ref。]
  34. (2014)利用活性炭去除废水中药物残留的研究。水科学技术69:2372-2380。[Ref。]
  35. Westling K, Baresel C, Dahlén N, Andersson S, Albertsen M(2016)微生物种群——MBR和CAS过程的比较。2.ndIWA关于整体污泥管理,HSM 2016,Malmö,瑞典。
  36. Baresel C,Andersson S,Yang J,Andersen MH(2016B)氧化二氮的比较(n2.O) 瑞典废水处理厂基于水浓度与废气浓度的排放量计算。Adv气候变化研究报告7:185-191[Ref。]

支持信息
微污染物
不。 物质 制药/特征 不。 物质 药物/特征
1 氨氯地平 抗高血压 22 甲氧萘丙酸 消炎药
2. 阿替洛尔 抗高血压 23 炔诺酮 激素
3. 比索洛尔 抗高血压 24 诺福克西林 抗生素
4. 咖啡因 刺激 25 去甲羟基安定 镇静剂
5. 卡马西平 镇静剂 26 醋氨酚 消炎药
6. 环丙沙星 抗生素 27 黄体酮 激素
7. 西酞普兰 抗抑郁药 28 普萘洛尔 抗高血压
8. 双氯芬酸 消炎药 29 雷米普利 抗高血压
9 强力霉素 抗生素 30. 雷尼替丁 组胺-2阻滞剂
10. enalapril. Diuretica 31 舍曲林 抗抑郁药
11. 雌二醇 激素 32 辛伐他汀 降胆固醇
12. 雌三醇 激素 33 磺胺甲恶唑 抗生素
13. 雌激素酮 激素 34 特布他林 哮喘药物
14. 炔雌醇 激素 35 四环素 抗生素
15. 非那雄胺 前列腺 36 甲氧苄啶 抗生素
16. 呋喃苯胺酸 Diuretica 37 华法令阻凝剂 抗凝剂
17. 氢氯噻嗪 抗高血压 38 塑料微粒 尺寸:20 - 300 μm;> 300μm
18. 布洛芬 消炎药 39 雌激素效应 酵母雌激素筛(是)
19. 酮康唑 抗真菌 40 酚类化合物 双酚A、三氯生、壬基酚、羟苯酚等。
20. 酮洛芬 消炎药 41 细菌,病原体 总计和粪便大肠杆菌
21 美容洛洛尔 抗高血压

表S1:调查微污染物及其影响。

BAF(GAC)在中试过滤器(直径62 cm)中进行测试,当过滤床开始堵塞时(控制水平设置在煤层上方45 cm)会自动反冲洗。过滤器由底部10厘米厚的砾石/砂层和1米的商用颗粒碳层组成(滤芯400,Chemviron carbon,密度~ 0.5 kg/L)。在床上的接触时间(EBCT)约为14分钟,这是基于早期对各种废水的测试[1,2]。通过过滤器的水被收集到平衡池中进行反冲洗。反冲洗由一系列加压空气脉冲组成,以终止任何受压层,并使用来自平衡槽的水进行反冲洗。

Offgas排放
图S1:各种反应堆废气测量的一般设置

图S2:臭氧和BAF(GAC)生物活性过滤器(以活性炭为过滤材料)试验的中试装置示意图3./m3.在DOC为10 mg/L时,使用Wedeco装置(模块化HC8),从空气中产生氧气(变压法)、臭氧发生器、反应器和脱气室。臭氧发生器的容量为8 g臭氧/h(16 g臭氧/m3.或1.2 g臭氧/g TOC,平均停留时间为20分钟)。反应容器由两个与上游流动相串联的柱组成,其中臭氧通过底部的扩散器添加。每根柱子的容积为115升,高度为4.2米。脱气是通过简单的带空气抽提器的溢流来完成的。在一些实验中,只有第二柱在700 L/h的流速下使用,这使柱中的停留时间(HRT)约为10分钟。最高剂量为13克臭氧/米3.,通过臭氧发生器生产臭氧的流量降低至550升/小时,这就是足够的。然后接触时间成为13.6分钟。

参考文献
  1. [1] Ek M, Bergström R, Magnér J, Harding H, Baresel C(2014)活性炭去除废水中药物残留的研究。水科学技术69:2372-2380。[Ref。]
  2. [2] Ek M,BergströM R,Baresel C(2013b)《用颗粒活性炭分离药物残留物——在Himmerfjärdsverket污水处理厂的中试试验》。IVL瑞典环境研究所,报告U4492。

在这里下载临时PDF


条信息

文章类型:研究文章

引用:Baresel C,Westling K,Samuelsson O,Andersson S,Royen H,等。(2017)膜生物反应器流程满足今天和未来市污水处理要求吗?INT J Water Wastewater Regine 3(2):DOI http://dx.doi。ORG / 10.16966 / 2381-5299.140

版权:©2017 Baresel C,等。这是一篇开放获取的文章,在知识共享署名许可协议的条款下发布,该协议允许在任何媒体上无限制地使用、发布和复制,前提是注明原作者和来源。

出版历史:

  • 收到的日期:2017年3月30日

  • 接受日期:2017年4月24日

  • 发表日期:2017年4月28日