曝气量对膜生物反应器污泥特性和膜污染的影响

设置M1、M2和M3等3个反应器的曝气量分别为150、200和300 L/h,研究了曝气量对膜生物反应器(MBR)的运行效果和污泥特性的影响.结果表明,随着曝气量的增加,对COD和NH4+-N的去除率提高,反应器内溶解氧浓度和污泥的比耗氧速率均增加,表明增加曝气量有助于提高污泥的活性.污泥絮体的粒径变小,溶解性微生物代谢产物(SMP)浓度则由M1的46.8mg/L增加到M3的71.0 mg/L,而且其中的成分也发生了变化,蛋白质与多糖的比值随着曝气量的增加而增加,M1的为1.5,M3的则增至1.9.随着曝气量的增加则膜污染速率加快,表明膜污染以SMP污染为主.     

污泥浓度与曝气强度对MBR运行的综合影响

高污泥浓度可以在减少剩余污泥产量的同时提高系统的容积负荷，但经济曝气强度随污泥浓度的增加呈指数递增，从而使能耗大大增加。为解决这一矛盾，进行了一体式A／O法膜生物反应器处理城市污水的试验，结果表明：过高或过低的污泥浓度和曝气强度都会影响膜生物反应器对COD、NH3-N、TN等污染物的去除效果，并且会加剧膜污染。膜生物反应器存在临界污泥浓度和经济曝气强度，在试验条件下分别为4．73g／L和451L／（m^2·h）。     

MBR中磁种好氧颗粒污泥的培养及对膜污染的影响

以人工合成模拟废水为处理对象,在膜生物反应器(MBR)中培养磁种好氧颗粒污泥,并考察了其对膜污染的影响。结果表明,由絮状活性污泥培养磁种好氧颗粒污泥,开始污泥中大量繁殖丝状菌,然后丝状菌缠绕成细小的颗粒,最后慢慢形成颗粒污泥,其外表光滑,近似呈圆球形或椭球状。培养成熟的磁种好氧颗粒污泥的粒径为0.47~4.1 mm,平均为1.7 mm;SVI70mL/g,远低于普通活性污泥的(100~150 mL/g);沉降速度随粒径的增加而增大,范围为30~91m/h,而普通活性污泥的只有8~10 m/h。同时,比较了絮状污泥MBR和磁种好氧颗粒污泥MBR在运行过程中膜通量的变化趋势,结果表明:磁种好氧颗粒污泥MBR的膜通量下降速度低于普通絮状活性污泥MBR的,这是磁种好氧颗粒污泥和反应器的流态共同作用的结果。     

膜污染中污泥层阻力模型及影响因素研究

膜污染是影响膜生物反应器大规模化应用的重要因素之一．优化了污泥层阻力的数学模型,并对污泥层阻力的影响因素进行了试验研究,模型确定了污泥浓度和膜面流速是引起污泥层阻力的主要因素．短期试验的结果较好地验证了污泥层阻力的数学模型,存在最佳的膜通量、污泥浓度和膜面流速．     

MBR中胞外聚合物对混合液过滤性能的影响

胞外聚合物(EPS)的含量和组成对混合液的特性和膜污染有着重要影响。采用SPSS统计分析法研究了紧密粘附胞外聚合物(TB)和松散附着胞外聚合物(LB)数量及其中蛋白质与多糖所占的比例对混合液特性及膜污染的影响。研究表明,随着EPS含量的增加,TB中蛋白质与多糖含量的比值减小,细菌存在状态由不稳定型(R型)向稳定型(S型)转变,SVI值增大;LB中蛋白质与多糖含量比值的增大,降低了混合液的Zeta电位,增加了混合液粘度和相对疏水性。上清液中悬浮固体颗粒的浓度、混合液的Zeta电位及相对疏水性是造成膜污染的主要因子,与膜污染阻力的皮尔逊系数分别为0.853、-0.818、0.832。     

污泥浓度对膜生物反应器运行效果的分析

膜生物反应器是将膜分离技术和污水生物处理技术有机地结合起来而开发的一种废水处理工艺,已成为近年来研究的热点之一。膜生物反应器利用膜组件的分离作用使反应器内保持较高浓度的污泥浓度(MLSS)和较长的污泥停留时间(SRT),使其具有较好的生物处理效果和耐冲击负荷的能力。但     

投加粉末活性炭对MBR中膜污染的影响

考察了投加粉末活性炭(PAC)对MBR中污泥混合液特性和膜污染的影响,并探讨了影响机理.结果表明,PAC的投加使污泥絮体平均粒径从53.25μm增至85.24 μm;混合液中的溶解性微生物代谢产物(SMP)含量与污泥比阻之间具有很好的正相关性,投加PAC可降低混合液中的SMP含量(平均值从87.17 mg/L降至65.54 mg/L),进而降低了污泥比阻值,减轻了膜孔堵塞程度,增加了膜的透过性,减缓了凝胶层污染速度,从而可有效减轻膜污染,延长膜组件的运行周期.     

强化除磷型膜生物反应器的膜污染特性

采用强化除磷型膜生物反应器处理合成低浓度生活污水,考察其膜污染特性与机制。通过三维荧光光谱(EEM)对胞外聚合物(EPS)、溶解性微生物产物(SMP)及膜孔内部的溶解性污染物进行表征,并采用傅里叶红外光谱(FT-IR)对膜表面污染物质的官能团进行检测,发现多糖与蛋白质类物质是导致膜污染的主要因素;采用扫描电镜与能量色谱X射线光谱仪(SEM-EDX)对污染膜表面的监测表明,Ca、Mg、Al、Si、Fe等金属元素对膜表面无机污染及滤饼层的形成贡献较大。试验阶段好氧膜池污泥的EPS和SMP平均值分别为12.6、4.4 mg/gVSS,膜组件对TEPS中多糖和蛋白质的截留率分别为78.6%和91.2%。EPS与SVI有较好的线性相关性(R2=0.967 3),EPSp在TEPSp中的比例是决定污泥沉降性的关键因素。序批式修正污染指数(MFI)试验表明,当EPS、SMP、TEPS含量增加时,MFIsol、MFIss及TMFI呈增大趋势,污泥上清液MFIsol与悬浮固体的MFIss在TMFI中各占约50%,TMFI可以作为预测膜污染速率快慢的指标。     

污泥驯化阶段MBR与CAS工艺特性比较

在接种污泥、进水水质、反应器尺寸及水力停留时间相同的条件下，比较了膜生物反应器（MBR）和传统活性污泥工艺（CAS）在污泥驯化期的除污效果和污泥特性。结果表明，MBR对COD的去除效果优于CAS的，两工艺对氨氮的去除效果差异不大；MBR中的污泥絮体较CAS中的分散，原生动物和后生动物的种类也较少；MBR中的污泥浓度远高于CAS工艺的，其污泥的体积平均粒径小于CAS的；两反应器中的活性污泥均表现出了较好的沉降性能。     

三种一体式MBR的膜污染趋势比较

对活性污泥—膜生物反应器、生物膜—膜生物反应器、复合式膜生物反应器的除污效果和膜污染趋势进行了研究。结果表明:活性污泥—膜生物反应器的膜污染程度最轻,膜通量下降速度最慢,膜污染也最容易消除;生物膜—膜生物反应器的膜污染程度最重,膜通量的下降速度最快;较大的曝气量可减轻膜的污染程度并减缓膜通量的下降速度。     

MBR处理印染废水的膜污染及清洗研究

膜生物反应器（MBR）是一种新型反应器，处理印染废水时除污效果很显著，但长时间的运行会造成膜的严重污染，为此对A／OMBR（厌氧—膜生物反应器）处理印染废水时的膜污染情况和清洗效果做了研究。结果表明，膜污染主要是由膜表面凝胶层造成的；化学清洗的效果优于物理清洗（化学清洗能恢复膜通量约90％以上，而物理清洗仅能恢复膜通量约70％）；NaOH的清洗效果优于NaOCl。     

氯化铁对A/O-MBR工艺运行效能及膜污染的影响

采用A/O-MBR工艺处理模拟生活污水,考察了投加不同浓度的氯化铁对该工艺去除营养物效能及膜污染的影响。结果表明,氯化铁浓度对该工艺去除NH+4-N的影响不大,对COD及TN的去除效能则有所改善;在投加量为100 mg/L时,对TP的去除率达到最高,为91.7%,出水浓度维持在0.42 mg/L左右。此外,投加一定量的氯化铁可以有效降低污泥絮体的Zeta电位,增大污泥絮体的粒径,降低胞外聚合物(EPS)中多糖的含量,进而有效地延缓了膜污染速率。对膜表面污染物的红外光谱分析表明,氯化铁投加量的变化并没有改变其组分。     

抽停比和膜组件放置方式对MBR膜污染的影响

采用PVC新型材料MBR反应器处理模拟生活污水,控制其MLSS在4 500~6 500mg/L之间,探讨了出水抽停比和膜组件的放置方式对膜污染的影响。结果表明,当以12 min为一周期时,其最佳抽停比为9 min/3 min,这一模式是该新型材料MBR反应器的经济出水模式;当进行在线清洗时,膜组件水平放置的MBR反应器的膜污染速率为2.26 kPa/d,膜组件竖直放置的MBR反应器的膜污染速率为1.28 kPa/d;进行在线水洗和0.02%的次氯酸钠清洗,可有效降低膜污染速率,延缓膜污染,降低运行成本。     

MBR膜丝表面生物膜对出水水质的稳定作用

在膜生物反应器（MBR）发生溶解性微生物产物（SMP）积累的情况下,对新膜与旧膜的出水水质进行了比较.结果表明,旧膜具有比新膜更为稳定和良好的出水水质,其出水平均TOC浓度为12.9 mg/L,低于新膜出水的36.8 mg/L,表明膜丝表面的生物膜强化了系统对SMP的截留能力.MBR上清液中分子质量＞10 ku的大分子物质与分子质量＜3 ku的小分子物质占有相当大的比例,旧膜对所有分子质量物质的截留效果均优于新膜.旧膜经清洗后,其出水的TOC浓度随着膜比通量的下降而降低.     

生物法减缓MBR膜污染的研究进展

膜生物反应器（MBR）因占地面积小、剩余污泥产量少等诸多优点已被广泛运用到水处理中,但膜污染所带来的频繁膜清洗和膜更换提高了MBR的实际运行成本,是制约其发展的主要因素。因此,大量研究致力于发展MBR膜污染的减缓方法,包括物理法、化学法和生物法等;其中,生物法由于具有成本低、环境友好及可持续性等优点而受到广泛关注。对MBR中减缓膜污染的生物控制方法进行了系统分类,重点介绍了群体感应与淬灭技术、能量解偶联、生物酶法、NO诱导法、D-氨基酸抑制法、裂解与捕食六种生物法在MBR中减缓膜污染的最新应用和进展,并根据目前生物法存在的一些问题对其未来的研究方向进行了展望。     

膜生物反应器及膜污染的研究进展

在综合大量国内外文献的基础上，阐述了膜生物反应器的发展历程、类别、膜污染及相应解决措施，并展望了膜生物反应器的发展前景。     

臭氧预氧化/MBR工艺的膜污染研究

以受污染地表水为处理对象,通过与单独膜生物反应器(MBR)工艺的对比,考察了臭氧预氧化/膜生物反应器(O<,3>/MBR)工艺的除污效果及膜污染情况.两个系统均稳定运行了55d,其中预氧化工艺的臭氧投量为1.5 mg/L,臭氧反应柱的接触时间为15 min.结果表明,臭氧预氧化不仅能够有效提高对有机污染物的去除效率,而且显著降低了膜污染.三维荧光光谱分析结果显示,臭氧预氧化能够以不同方式缓解膜表面及膜孔内污染物质的积累,从而减轻了膜污染.采用凝胶色谱对水中溶解性有机物(DOM)的分子质量分布进行了研究,结果显示:在254 nm波长处,O<,3>/MBR工艺混合液中DOM的吸收强度明显低于MBR的,尤其是分子质量为500～2 000 u的有机污染物,说明臭氧预氧化能够减轻这类物质引起的膜污染.运行结束后,通过扫描电镜观察发现,臭氧预氧化能够有效降低膜孔的堵塞,从而有助于控制不可逆污染对膜过滤过程的影响.     

Cr6+对一体式MBR污泥性状及处理效果的影响

以添加了Cr^6＋的生活污水为原水，从宏观及微观角度研究了Cr^6＋对一体式膜生物反应器（MBR）污泥处理系统的影响。结果发现30mg／L的Cr^6＋可使污泥较快呈现中毒症状，污泥的呼吸速率（OUR）、MLSS明显降低，污泥系统几乎丧失对COD的降解能力，但仍具有一定的硝化能力；MBR的出水COD在短期内不受MBR中污泥活性的影响，即使污泥已经中毒，MBR仍具有较高的COD去除能力；Cr^6＋破坏了MBR污泥正常菌群对进水中微生物的优势生态结构，使外源微生物（由进水提供）的数量明显增多，但对其中的可培养真菌和细菌及硝化细菌数目具有不同的影响。     

活性污泥与悬浮填料膜生物反应器的膜污染比较

对活性污泥-膜生物反应器与悬浮填料-膜生物反应器的膜污染情况进行对比，结果表明两种反应器的除污效果无明显差别，但悬浮填料-膜生物反应器的膜污染情况较为严重。通过测定混合液的颗粒粒径分布及其比阻，说明了导致悬浮填料-膜生物反应器膜污染严重的原因是混合液中能堵塞膜孔的微小颗粒含量较高及混合液过滤性能较差。采取增大曝气强度和投加絮凝剂等措施可改善悬浮填料-膜生物反应器的膜污染程度。     

好氧颗粒污泥膜生物反应器中膜污染特性的研究

从好氧颗粒污泥的特性出发,研究了好氧颗粒污泥缓解膜生物反应器中膜污染的特点.颗粒污泥膜生物反应器的运行周期可由絮状污泥膜生物反应器的19d提高到36d.对泥饼层中的颗粒污泥做批式试验,发现泥饼层中絮状污泥所占比例为56.2%,大于混合液中的45.8%,其比阻高达15.51×1012mg,而粒径>1.6mm的颗粒污泥比阻只有0.47×1012m/mg.对泥饼层中污泥的EPS做进一步研究,发现蛋白质是其主要成分,无论是絮状污泥还是颗粒污泥,泥饼层中污泥的EPS含量要明显高于混合液中污泥EPS的含量.