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《动态生物膜通量提升关键技术研究》项目总结报告 一、项目概况 项目名称：动态生物膜通量提升关键技术研究 立项时间： 2013 年 6 月 项目编号： BY2013073-09 项目负责人：傅大放 合作企业：江苏百纳环境工程有限公司 经费情况： 项目经费来源预算 经费单位：万元 合计 2013 年 2014 年 2015 年 备注 合计 200 80 70 50 1.省拨款 30 30 0 0 2.部门、地方配套 0 0 0 0 3.承担单位自筹 170 50 70 50 4.其他来源 0 0 0 0 主要研究内容： 1. 利用 CFD 技术，模拟动态生物膜形成、运行、反洗时的流 场分布并考察对其过滤性能的影响，量化错流流速等操作参数； 2. 通过正交试验优化参数，结合 CFD 流场模拟和传统过滤模 型，建立有效的错流过滤模型，进而控制污泥絮体沉积，提高过滤 通量，延长过滤周期； - 1 - 3. 测试不同流场下膜污染情况， 揭示流场条件与动态膜污染的 关系； 4. 进行动态生物膜耦合生化工艺研究，提供全流程设计参数。 二、项目实施情况 主要工作： 项目研究工作主要体现在以下六个方面： （1）自适应动态膜组件的设计及初步运行 根据自生动态膜特殊的过滤过程，设计了一种具有自适应性的 特殊构型膜管。 经比较， 该自适应膜组件出水水质优、 成膜时间短、 稳定运行时间长、 反洗效果佳， 在各方面均优于常规的动态膜组件。 （2 ）动态生物膜过滤过程的计算流体力学模拟与解析 利用 Fluent 软件对内置式动态膜生物反应器和外置式动态膜组 件进行了 CFD 三维模拟， 分别用测速仪、 PIV 仪对模拟结果进行了 验证， 并分析比较了内置 /外置膜组件的流场分布， 发现外置式膜组 件内流场分布均匀，流线规整且较为简单，无扰流、漩涡，有利于 动态生物膜过滤过程的稳定运行。 （3 ）外置式管式动态膜系统的高通量稳定运行 根据 CFD 模拟结果对动态膜组件及配套装置进行了优化， 并进 行了为期一年的中试实验，以考察动态膜组件在 120L/m2h 通量运 行时的特性。在中试实验基础上，总结了适用于自适应性微管式膜 组件的使用方法。 （4 ）膜污染发展过程解析 - 2 - 利用多种测定方法分析了不同时刻动态膜污染层的结构参数及 EPS 含量，并结合膜阻力变化情况进行相关性分析。结果表明，动 态膜的阻力与滤饼层厚度明显相关， 而紧固态 EPS 中的多糖与膜阻 力相关性明显。 （5 ）动态膜生物反应器内微生物群落多样性分析 采用 Miseq 高通量测序技术对自生动态膜生物反应器内粒径为 42~50 μm 的样品 A 和 150~200 μm 的样品 B 进行了测序，并对其 微生物多样性和菌属