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。     

PAC投加对膜生物反应器的污泥特征和膜污染的影响

考察了投加粉末活性炭( PAC)对长期运行的膜生物反应器(MBR)中污泥混合液特性和膜污染的影响,并分析了其对膜污染的影响机理.结果表明,PAC的投加使污泥絮体平均粒径增加、污泥的粘度减小,而对污泥含量影响不大.投加PAC可降低混合液中溶解性EPS含量,质量浓度从MBR反应器混合液中的平均87.17 mg·L-1降至PAC-MBR反应器内65.54 mg·L-1;同时PAC对膜表面的EPS也有吸附作用,能将沉积在膜表面的EPS吸附到其表面,使得膜表面的EPS质量浓度从MBR反应器内的970.6 mg·L-1降至PAC-MBR反应器内的699.0 mg· L-1,同时改变了膜表面的EPS组成,使得蛋白质、多糖的质量比降低,减缓了膜的有机污染,延长了膜组件的清洗周期.     

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对MBR膜阻力影响研究

进行了PAC-MBR和MBR处理生活污水的对比实验研究,在考察PAC减缓膜污染的效果和对污泥混合液特性影响的基础上,探讨了胞外聚合物与膜污染的关系.PAC-MBR膜组件在83d的运行期内清洗了2次,而MBR进行了3次清洗,表明添加PAC相对有效地减缓了膜阻力升高的速度;PAC污泥混合液的粘度下降,MBR中的EPS在31d的膜工作周期内由36.04mg/gVSS增加到67.82mg/gVSS,而PAC-MBR中EPS在44d内由29.57mg/gVSS增加到63.53mg/gVSS,说明EPS浓度的降低可能是PAC-MBR混合液粘度下降的重要原因;MBR和PAC-MBR中膜阻力与混合液EPS含量正相关,其关系式分别为：R=0.0002CEPS^2.6497和R=0.0007CEPS^2.3407,证明EPS对膜污染有着重要的影响.     

活性炭提高膜生物反应器运行性能的研究进展

通过投加粉末活性炭(PAC)/颗粒活性炭(GAC)改善污泥混合液性质从而减缓膜污染是膜生物反应器(MBR)领域的研究热点,重点介绍了最近五年有关活性炭与MBR结合处理不同类型废水的研究进展,投加PAC/GAC对MBR处理能力的影响,对减缓膜污染的作用,尤其是结合动态膜(DM)论述对污泥性质的改善.重点讨论了活性炭在好氧...     

生物载体缓解管式膜MBR工艺中的膜污染

膜污染一直是影响膜生物反应器(MBR)工艺稳定运行的难题。试验研究了浮球填料的加入对好氧管式膜MBR工艺中膜污染的影响规律及机理。结果表明，生物载体的加入能够显著减缓膜污染。与没有生物载体的MBR相比，载体填充率达到40%时可使滤饼层阻力下降约60.7%,孔堵阻力下降约90.6%,单周期运行时间延长约83.3%。机理分析表明，载体型MBR中悬浮污泥粒度明显增大，不可逆膜污染主要组分溶解性胞外聚合物(EPS)含量显著减少，而且EPS中蛋白质相对比例增加，滤饼层与膜面间的结合程度减弱，可改善低压冲洗和化学清洗效果。     

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.     

无排泥条件下膜生物反应器污泥混合液可滤性分析

膜生物反应器（MBR）在无排泥条件下运行100 d,定期对溶解性微生物产物（SMP）、SMP分子量分布、胞外聚合物（EPS）中的蛋白质和多糖进行监测,应用修正的污染指数（MFI）考察污泥混合液可滤性的变化。实验表明：长时间无排泥运行模式下将导致污泥混合液可滤性的恶化;污泥混合液上清液中分子量（M_w）大于10 kDa 的SMP浓度对污泥混合液的可滤性产生强烈的负面影响;污泥浓度（MLSS）与混合液可滤性之间关系复杂,MLSS对污泥可滤性的影响存在一个临界值;EPS中的蛋白质60 d后发现可被微生物迅速降解,多糖类物质对污泥混合液可滤性有较强的负面影响。     

壳聚糖投加对MBR污泥混合液性质及膜污染的影响

通过试验研究了壳聚糖投加对膜一生物反应器中污泥混合液的颗粒粒径、污泥粘度、污泥脱水性能,溶解性微生物产物（SMP）及胞外聚合物（EPS）的影响。探讨了投加壳聚糖减缓膜污染的原因。结果表明投加壳聚糖提高了反应器对COD、TN、TP及NH3-N的去除效果。投加壳聚糖能够降低混合液粘度,增大污泥粒径,使污泥比阻值下降约80％。提高了污泥脱水性能,并降低了反应器中SMP的含量,从而降低了膜污染速率。     

处理炼油废水时粉末活性炭对MBR的影响机理

通过平行实验,考察了粉末活性炭(PAC)投加对MBR处理实际炼油废水时混合液性质的影响,拟合了膜阻力与混合液中胞外聚合物(EPS)、溶解性有机物(SMP)含量以及混合液黏度的关系,并进一步探讨了PAC影响MBR混合液性质的机理。结果表明,PAC的加入有效降低了膜污染速率,延长了单个周期内MBR的运行时间;炼油废水MBR系统中的混合液特性(EPS含量、SMP含量和混合液黏度)与膜阻力都呈现较强的指数相关关系;PAC的投加,降低了炼油废水MBR系统运行过程中混合液内EPS和SMP的含量及混合液黏度,从而改变了混合液特性,使得膜污染减缓并延长膜运行的时间;PAC的投加降低了混合液中EPS的含量,这是处理炼油废水时PAC影响MBR膜污染的根本机理,混合液EPS含量的降低,使SMP含量和混合液黏度均降低,从而抑制了膜污染。     

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...     

SMP形成与降解机制分析及其对MBR膜过滤的影响

以膜生物反应器(membrane bioreactor,MBR)中活性污泥为研究对象,考察了溶解性微生物代谢产物(soluble microbial product,SMP)的形成及降解机制,并探讨了SMP对膜过滤的影响。实验结果表明,在基质存在时反应器内的SMP主要以基质利用相关型产物(utilization associated products,UAP)为主;当基质耗尽后,生物生长相关型产物(biomass associated product,BAP)浓度增加;内源呼吸过程中BAP的产出主要来源于松散胞外聚合物(loosely bound EPS,LB)的水解;通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)检测表明,UAP主要由多聚糖和蛋白质组成,而BAP主要是多聚糖和腐殖酸;与UAP相比,膜对BAP截留效果较好,最佳的水力停留时间(hydraulic retention time,HRT)时MBR出水同时包含UAP及BAP,BAP浓度与膜过滤阻力呈显著正相关。     

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。     

AHL-QS减缓膜生物反应器膜污染研究进展

首先介绍N-乙酰高丝氨酸环内酯（N-acyl homoserine lactone,AHL）型生物群体感应（quorum sensing,QS）信号分子对膜生物反应器（membrane bioreactor,MBR）膜表面形成生物膜的调节机制,通过AHL-QS信号分子细胞间的交流,可决定生物膜形成及胞外聚合物（extracellular polymeric substances,EPS）分泌;系统阐述了应用AHL-QS信号分子降解酶及淬灭剂对MBR生物膜污染的控制效果,抑制或降解信号分子可显著降低生物膜形成能力,从根本上控制膜污染。此外,针对降解酶及淬灭剂新的固定化技术在MBR中的应用也作了介绍,如磁性载体、膜表面负载、微生物-管束及多孔微球包埋细胞技术。以AHL-QS为基础的膜污染控制策略对于MBR应用前景广阔,然而该技术的工程化研究仍有待进一步深入;加强AHL-QS信号分子识别及进一步明确QS系统对微生物代谢机制的影响是该领域未来重要的研究方向。     

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%。     

胞外聚合物对膜污染的影响及对策

膜生物反应器(MBR)中膜污染问题直接影响了工艺的稳定性和经济性。通过分析膜污染机理发现,胞外聚合物(EPS)在膜污染中起重要作用。从EPS的性质、组成及影响因素等方面进行了归纳总结,并对膜污染控制提出了相应的对策。     

Characterization of dissolved compounds in submerged anaerobic membrane bioreactors (SAMBRs)

Two submerged anaerobic membrane bioreactors (SAMBRs) with essentially 100% cell recycle (150 days retention time, SRT), one with powdered activated carbon addition (PAC 1.7 g L^?1) and one without, were continuously fed a low‐strength feed (450 mg COD L^?1) in order to investigate membrane fouling and to characterize the foulants. The SAMBR which did not receive PAC experienced more fouling, and the molecular weight (MW) distribution showed that there was a greater amount of high‐MW compounds in this reactor when compared with the reactor with PAC. Size exclusion chromatography showed that although extracellular polymeric substances (EPS) seemed to contribute to the soluble chemical oxygen demand (COD) inside the reactor, it was mainly rejected by the membrane. High‐MW protein and carbohydrate material originating mainly from cell lysis and EPS seemed to be the main organics that contributed to the internal fouling of the membrane. Copyright © 2006 Society of Chemical Industry