活性炭减缓膜生物反应器膜污染的研究

针对膜生物反应器(MBR)中膜污染现象,提出投加活性炭方法抑制膜污染。对比了粉末活性炭(PAC)和颗粒活性炭(GAC)对MBR出水水质及膜污染速率的影响,分析了活性污泥性质,如溶解性微生物产物(SMP)、胞外聚合物(EPS)、絮体粒径分布、毛细吸水时间(CST),及膜面污泥层,得到了膜污染减缓机理。结果表明,MBR对总有机碳(TOC)和氨氮的去除率分别大于97%和98%,PAC组TOC去除率略高于GAC组和对照组。PAC的加入明显减少了与膜污染相关的SMP和松散结合型胞外聚合物(LB-EPS)浓度,降低了膜污染速率。GAC则主要通过冲刷破坏膜表面污泥层,抑制污泥层的生长,减缓了膜污染。     

不同氨氮含量对厌氧颗粒污泥理化特性的影响

通过序批式试验,研究了氨氮含量变化对厌氧颗粒污泥去除有机物及氨氮效能的影响,并通过紫外可见光谱（UV-Vis）、三维荧光光谱（EEM）、傅里叶红外光谱（FTIR）对厌氧颗粒污泥的溶解性微生物产物（SMP）、疏松胞外聚合物（LB-EPS）及紧密胞外聚合物（TB-EPS）进行了分析。结果表明,当进水氨氮浓度增加到1000 mg·L^-1时,厌氧颗粒污泥对COD去除率由对照组的94.19%下降至93.33%,其对COD去除影响不明显;但NH₄⁺-N去除率由40.6%降至7.9%,去除效率明显降低。UV-Vis谱图分析表明,LB-EPS与TB-EPS在205～210 nm处出现了吸收峰,表明其中均含有苯环与双键结构,且随着氨氮浓度的增大,吸收带出现了红移。EEM谱图分析表明,随着氨氮浓度的增大,SMP中芳香蛋白吸收峰强度降低,而在E_X/E_M为370～390/420～450 nm处的类胡敏酸吸附峰增强;对于LB-EPS而言,辅酶F₄₂₀吸收峰消失,表明高氨氮浓度对产甲烷菌的活性产生了抑制作用;同时TB-EPS类蛋白荧光峰发生了红移。而由LB-EPS的FTIR谱图可知,氨氮浓度为1000 mg·L^-1时,LB-EPS中存在较多的羧酸。通过利用UV-Vis、FTIR、EEM谱图可对厌氧颗粒污泥的SMP、LB-EPS、TB-EPS进行较为全面的分析,从而为指导厌氧反应器的运行提供科学借鉴。     

投加助滤剂对高盐度冲击下MBR运行及膜污染影响

以膜生物反应器（membrane bioreactor,MBR）受高盐度废水冲击前后的活性污泥为研究对象,考察了助滤剂（硅藻土）投加对于MBR污染物去除及膜污染减缓的影响。实验结果表明投加硅藻土对高盐废水冲击后的MBR性能恢复效果显著。与对照反应器相比,投加60 mg·L^-1硅藻土可提高系统对传统污染物的去除效率,COD、NH₄⁺-N及TP去除效率分别提高了4.9%、3.2%及74.5%;高盐度废水冲击显著增加了对照反应器的膜污染速率,其膜污染速率是投加硅藻土MBR的4倍。硅藻土具有的吸附性能及絮凝能力显著降低了MBR本体溶液中的溶解性微生物代谢产物含量,减小了膜污染速率。进一步研究发现,投加硅藻土增加了平均絮体粒径（mean particles sizes, d_p）及相对疏水性（related hydrophobic, RH）,有利于减缓膜污染。     

微生物燃料电池耦合光催化技术降解葡萄酒清洗废水研究

光催化耦合微生物降解技术,在微生物代谢后期,污水中COD下降到光催化剂反应的范围,利用光能激发催化反应,将有机物质氧化成活性基团,可以将水体中难降解的有机物分解。以碳棒作为阳极,以碳布材料作为阴极,以负载Ti O₂的活性炭作为生物载体,构建微生物燃料电池体系。葡萄酒废水酸性环境下微生物的生长缓慢,当阳极底物质量浓度由1 000 mg·L^-1增大到3 000 mg·L^-1时,COD去除率由较低水平的67%增大到较高水平的92%。在一定范围内,随着阳极底物质量浓度的增加,COD的去除率也有所增加。当阳极底物质量浓度由3 000 mg·L^-1增大到4 500 m·L^-1时,COD去除率由92%减小到81%,光催化的引入对处理低浓度的氨氮、总磷和COD效果均高于90%。     

氮浓度对新型生物电化学-颗粒污泥反应器运行的影响

探讨了新型生物电化学-颗粒污泥反应器在不同进水氮浓度下的脱氮效能与产电性能，并从颗粒污泥的关键酶活性、胞外聚合物组分以及微生物群落分布等角度系统研究了其影响机制。结果表明，COD、NO₃^--N、NO₂^--N和溶解性甲烷在第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ阶段（进水NO₃^--N和NO₂^--N浓度分别为60 mg·L^-1和20 mg·L^-1、100 mg·L^-1和40 mg·L^-1、140 mg·L^-1和60 mg·L^-1、180 mg·L^-1和80 mg·L^-1）均得以有效去除，其中COD去除率在第Ⅳ阶段效果最佳，去除率达96%以上，NO₃^--N出水浓度在第Ⅱ阶段更为稳定，其去除率达99%以上，NO₂^--N去除率在各阶段均达99%以上；该反应器最大的功率密度与输出电压值为第Ⅳ阶段的4号格室，分别为471.2 mV·m^-3和608.1 mV。污泥疏松型胞外聚合物（LB-EPS）中多糖与蛋白含量最高为第Ⅱ阶段的5号格室，分别为13.7 mg·g^-1和14.7 mg·g^-1；1号格室污泥中辅酶F₄₂₀活性最低，进水氮浓度的增大提高了污泥中蛋白酶活性。由第Ⅰ阶段至第Ⅳ阶段，该反应器中变形菌门（Protebaoteria）相对丰度减少，而绿弯菌门（Chloroflexi）、厚壁菌门（Firmicutes）和浮霉菌门（Planctomycetes）相对丰度增加；具有脱氮作用的陶厄氏菌属（Thauera）在1号格室减少了8.64%，但该反应器脱氮效果未受到影响；甲烷丝状菌属（Methanothrix）在4号格室相对丰度增至12.3%，表明产甲烷菌可在该反应器中与其他菌群联营共存。     

臭氧-生物沸石处理微污染水的挂膜与驯化

采用臭氧-生物沸石工艺,对微污染模拟水源水进行微生物挂膜和驯化。结果表明,生物沸石柱采用接种挂膜法,在水温17～19℃,经过17 d挂膜成熟。挂膜期间COD和氨氮的去除率在到达最低点和稳定值的时间上具有同步性,挂膜成熟后COD的去除率稳定在40%左右,氨氮的去除率稳定在70%左右。在臭氧存在的条件下,微生物仍能生存,微生物经过2～3 d的驯化,在臭氧投加量为2.1 mg·L-1、接触时间10 min时,COD和氨氮的去除率均较高。     

复合式MBR处理涤纶碱减量废水的试验研究

以柔性多孔颗粒作为填料组成的复合式膜生物反应器(MBR)处理涤纶碱减量废水.结果表明,在控制HRT不变的条件下,进水COD从812.35 mg/L提高到1 621.24 mg/L,系统出水COD为26.60～68.03mg/L.系统的COD总去除率均在95%左右.有机负荷冲击对处理效果影响不大.膜组件有效截留有机污染物,确保系统稳定出水.复合膜生物反应器中的生物去除率略高于普通MBR.柔性填料对减轻膜污染贡献明显,相同运行条件下,使最终透膜压差比普通MBR小28.3kPa.     

臭氧-活性炭技术对膜生物反应器膜污染减缓研究

本研究目的是探讨臭氧-活性炭技术对膜生物反应器（membrane bioreactor,MBR）膜污染减缓的影响。通过短期批式实验表明,粉末活性炭（power activated carbon,PAC）可强化臭氧的氧化效果,臭氧投加量超过0.25mg/(gSS)将恶化污泥混合液可滤性;对滤出液残余臭氧浓度检测表明,PAC的加入有利于维持本体溶液臭氧浓度。臭氧-活性炭技术引入MBR系统有助于膜污染的减缓,反应器内微生物活性受到一定的抑制作用,但对MBR出水水质影响较小;臭氧-活性炭减小了反应器内溶解性微生物产物（soluble microbial products,SMP）中的蛋白质及多聚糖含量,显著降低了污泥絮体中松散的胞外聚合物（loosely bound EPS,LB）及胞外聚合物（extracellular polymeric substances,EPS）中蛋白质浓度,以上结果表明应用臭氧-活性炭技术来延缓MBR膜污染是可行的。     

微生物代谢产物对膜生物反应器膜污染的影响

针对膜生物反应器（MBR）在运行过程中溶解性微生物代谢产物（SMP）及胞外聚合物（EPS）对膜污染进行研究。实验过程中对MBR内的污泥混合液进行了定期膜阻力监测。结果表明,SMP和EPS对膜过滤阻力有负面的影响。SMP中相对分子质量分布（Mw）在3～10 kDa对膜内部阻力影响显著,SMP中Mw＞10 kDa的大分子有机物及EPS浓度对膜外部阻力影响明显。通过傅里叶转换红外光谱（FTIR）检测膜表面污染物表明,EPS主要由多聚糖、蛋白质和腐殖酸组成,而污染层中的SMP主要是多聚糖和腐殖酸。     

PAC/MBR用于微污染地表水处理的中试研究

采用投加粉末活性炭(PAC)的膜生物反应器(MBR)组合工艺-PAC/MBR处理微污染地表水.中试结果表明,该工艺出水水质稳定,稳定运行期间出水浊度、CODMMn和氨氮分别保证在0.3 NTU、1.9 mg·L-1和0.2 mg·L-1以下,达到生活饮用水卫生标准的要求.膜表面生物活性炭(BAC)滤层具有良好的抗压性,出水通量呈阶梯式下降,防止了持续性的大幅度衰减.混合液中悬浮态PAC和生物活性炭能吸附大部分胞外聚合物(EPS),降低溶解态胞外聚合物含量,有利于减缓膜污染.     

软硬性填料对MBR处理效率和膜污染的影响

膜生物反应器（MBR）在污水处理领域的应用日益广泛,填料的投加对MBR污水处理效率和膜污染进程有一定的影响。本文分别向MBR中投加不同量的软性和硬性悬浮填料,研究了悬浮填料对MBR运行效率及膜污染的影响。结果表明,投加填料后MBR对COD、氨氮和总磷等污染物的处理效率有所提高,明显减缓了膜污染的进程。软性填料对MBR的改善效果优于硬性填料,投加20%的软性填料时,系统对COD、氨氮和总磷的去除率分别可达96.53%、98.21%和52.75%,系统运行30天时的膜污染情况比未投加填料的系统减缓了41.43%。通过对比发现软性填料能够为微生物提供更大的生存空间,提高反应器内的微生物量,从而提高MBR对污水的处理效率同时改善膜污染,是一种加强MBR系统的适宜填料,最佳投加量为反应器有效体积的20%。     

投加助滤剂对高盐度冲击下MBR运行及膜污染影响

以膜生物反应器(membrane bioreactor,MBR)受高盐度废水冲击前后的活性污泥为研究对象,考察了助滤剂(硅藻土)投加对于MBR污染物去除及膜污染减缓的影响。实验结果表明投加硅藻土对高盐废水冲击后的MBR性能恢复效果显著。与对照反应器相比,投加60 mg·L-1硅藻土可提高系统对传统污染物的去除效率,COD、NH+4-N及TP去除效率分别提高了4.9%、3.2%及74.5%;高盐度废水冲击显著增加了对照反应器的膜污染速率,其膜污染速率是投加硅藻土MBR的4倍。硅藻土具有的吸附性能及絮凝能力显著降低了MBR本体溶液中的溶解性微生物代谢产物含量,减小了膜污染速率。进一步研究发现,投加硅藻土增加了平均絮体粒径(mean particles sizes,dp)及相对疏水性(related hydrophobic,RH),有利于减缓膜污染。     

膜生物反应器污泥混合液对膜污染影响研究进展

膜生物反应器(membrane bioreactor,MBR)作为一种高效的污水处理及回用工艺,近年来备受关注,然而MBR的膜污染问题严重制约了该工艺进一步快速的商业化推广.本文综述了污泥混合液各组分对MBR膜分离的影响,包括溶解性微生物代谢产物(soluble microbial product,SMP)、胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)、污泥浓度(mixed liquor suspended solids,MLSS)、颗粒粒径及无机物对膜污染影响,并对该领域未来的研究方向进行了论述.     

A/O-MBR工艺处理养猪沼液的研究

以化学絮凝作为预处理,采用A/O-MBR工艺处理养猪沼液。结果表明,化学絮凝对溶解性COD和TP的平均去除率分别为18.9%和61.3%;A/O-MBR在溶解氧为3 mg/L、MLSS为4～5 g/L的条件下,出水溶解性COD和氨氮的去除效果较好,平均去除率分别达到70.6%和99.4%;而TN的去除率则低于30%。启动期间,当污染物浓度增加时跨膜压差迅速增加导致膜污染加剧,而当系统稳定运行时,膜污染趋势大大减缓。     

混凝剂PAFC对改善MBR膜污染的研究

在MBR处理生活污水的试验中,对投加PAFC的混凝MBR和普通MBR进行了对比,考察膜污染的变化情况.在一个运行周期内,普通MBR胞外聚合物中各组分的增长速率明显大于混凝MBR,在系统运行的60d中,普通MBR膜组件共清洗了2次,分别是在30 d和50 d,混凝MBR膜组件在48 d时清洗了1次.试验结果表明微生物中胞...     

Fe3+在A2O工艺缺氧区的转化规律及其对污泥絮凝性的影响

为了研究铁元素对A²O工艺污泥絮凝性的影响,考察Fe³⁺在污泥上清液、胞外聚合物（extracellular polymeric substances,EPS）与底泥（Pellet）中的分布和迁移转化规律,结合三维荧光光谱（3D-EEM）、原子吸收和X射线衍射仪（XRD）分析Fe的存在形态和结构特征,揭示Fe³⁺与微生物代谢产物的作用机制,探索Fe³⁺对脱氮除磷效率的影响。结果表明：低浓度Fe³⁺（<10 mg·L^-1）能够提高COD和TN去除率,促进微生物活性,增强污泥生物絮凝性;高浓度Fe³⁺（10~40 mg·L^-1）则抑制微生物活性,使EPS总量升高,污泥絮体脱稳,LB、TB层PN/PS是影响污泥絮凝性的关键因素;Fe³⁺的投加强化生物除磷效率,当Fe³⁺浓度为40 mg·L^-1时,TP去除率为93%。Fe³⁺在污泥混合液中的分布规律为TB>上清液>LB>SMP,Fe³⁺在生物体内富集累积,能够改变EPS各层的组分。     

膜生物反应器工艺处理炼油废水中试研究

采用中空纤维膜生物反应器(MBR)工艺处理炼油废水,了解膜生物反应器在炼油废水处理中的性能.研究结果表明,采用膜生物反应器工艺可有效地处理炼油废水,COD、氨氮和油去除率分别为91.5%、96.7%、84.7%,MBR出水COD为64 mg/L,氨氮为1.85 mg/L,油含量<3.0 mg/L,出水水质达到国家一级排放标准.     

运行工艺对膜生物反应器的影响

采用中试规模的平行试验,研究了好氧式MBR和序批式MBR两种工艺处理生活污水的差异。结果表明两种工艺对有机物及氨氮的去除效果相当,由于序批式MBR提供了缺氧环境,其对总氮的去除能力优于好氧式MBR。但高溶解氧（DO）、低C/N以及缺乏机械搅拌装置限制了TN去除率的进一步提高。好氧式MBR的膜污染速率较序批式MBR严重,在截留有机物质量相等的情况下,二者的过膜阻力增长率分别为0.065 kPa·g^-1·m²和0.037 kPa·g^-1·m²。     

膜生物反应器中膜污染影响因素的研究进展

文章综述了膜生物反应器(MBR)运行过程中膜污染影响因素的研究现状和进展。膜污染会导致膜通量下降、系统运行成本增加等问题,是限制MBR进一步发展的瓶颈。从膜元件固有性质、膜分离操作条件以及活性污泥混合液性状等3个方面,分析了影响膜污染发展的主要因素,论述了各因素与膜污染的具体关系。各因素之间互相作用,直接或间接影响膜污染,其中膜材质、膜孔径、膜通量、曝气量、污泥组分、粒径分布(PSD)、胞外聚合物(EPS)、溶解性微生物产物(SMP)等为重要影响因素。     

铁离子分布规律及其对MBR微生物代谢产物的影响

以进水中含有10 mg/L FeCl3的膜生物反应器(membrane bioreactor,MBR)为研究对象,考察铁离子在污泥混合液中的分布规律及对微生物代谢产物的影响.实验结果表明:污泥混合液中铁含量分布规律为胞内＞紧缚的胞外聚合物(tightly bound extracellular polymeric substances,TB)＞松散的胞外聚合物(loosely bound EPS,LB)＞溶解性微生物代谢产物(soluble microbial products,SMP);在运行80 d后,大部分铁离子存在于胞内(平均含量81.2％);Fe3的投加不但降低了SMP及EPS浓度,而且改变了微生物代谢产物的空间分布,其中SMP中多聚糖、TB和LB的含量下降明显.