应用群体感应淬灭技术控制MBR膜污染的研究进展

膜生物反应器(MBR)被广泛应用于污水的深度处理和回用。然而,膜表面的生物污染一直是MBR应用中的难题,至今仍未得到有效解决。研究结果表明,生物膜的形成与细胞间的群体感应(QS)有关,因此,通过干扰QS系统而阻止生物膜形成的群体淬灭(QQ)技术有望从根本上有效减缓MBR膜表面的生物污染。文中综述了微生物信号分子、QS机制以及各种控制MBR膜污染的QQ方法,为MBR膜生物污染控制技术的发展提供了相关信息。     

基于群体淬灭理论MBR减缓膜污染研究进展

膜生物反应器(membrane bioreactor,MBR)已成为一个十分有前景的废水处理工艺,该工艺具有出水水质好、占地面积小等优势.然而,由于微生物附着在膜表面而发生的生物污染现象,致使出水通量下降,限制了MBR的大规模推广应用.最近,一种新兴的、基于群体感应(quorum sensing,QS)的群体淬灭(quorum quenching,QQ)技术在延缓MBR膜污染领域的应用备受关注.QQ通过干扰群体感应系统而阻止其所依赖信号分子的基因表达,从而可有效抑制膜表面生物膜的形成.本文首先介绍了群体感应机理,并根据不同的群体淬灭物质,归纳总结了群体淬灭技术在延缓MBR膜污染的最新研究进展,最后对该领域的研究进行了展望.     

群体感应抑制控制膜生物污染的研究进展

水中微生物及其代谢产物沉积吸附在膜表面,进而生长繁殖,形成了膜生物污染。膜生物污染的控制已经成为学者们研究的热点之一,而基于驱散群体感应体系对膜生物污染进行控制是国内外新兴的研究课题之一。本文综述了传统的膜生物污染控制方法,并阐述了基于驱散群体感应体系控制膜生物污染的研究新进展,并提出前景展望。     

污泥龄对HMBR中S-EPS及膜污染的影响

采用4台复合式膜生物反应器(HMBR)处理生活污水,研究了污泥龄(SRT)对溶解性胞外聚合物(SEPS)及膜污染的影响。结果表明,SRT对S-EPS有重要影响,当SRT由10 d延长到20 d时,S-EPS降低了6.8%;继续延长SRT到30 d和60 d,S-EPS基本保持稳定。S-EPS对活性污泥物理性能影响较大,它与Zeta电位、污泥絮凝沉淀性能及滤饼层比阻具有较强的相关性。当SRT为20 d时,随着S-EPS的减少,膜过滤阻力明显降低,膜总阻力仅为1.9×1013m-1,膜组件过滤周期为99 d。     

基于群体感应调控细菌生物膜形成研究进展

近些年来,许多研究都表明细菌等微生物之间存在群体感应现象(quorum sensing,QS).许多细菌都能合成并分泌自诱导物质来调控基因的表达调控生物膜的形成,以此保证细菌在生长过程中适应新的环境.生物膜(biofilm)的存在与细菌的抗逆能力有很大的关联,基于驱散群体感应抑制生物膜的形成也成了目前的研究热点之一.本...     

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。     

膜生物反应器中污泥特性对膜污染的影响研究

膜生物反应器(MBR)是膜技术与污水生物技术的组合工艺，与传统污水处理工艺相比具有许多优点，但膜污染目前仍是限制MBR广泛应用的突出问题。有效的膜污染防治技术，可以增加膜通量，增强系统稳定性，减少系统维护和运行费用。在膜过滤过程中，污泥混合液的特性对于膜污染具有重要作用。近年来围绕污泥特性对膜污染的防治问题取得了许多研究成果，膜污染的数学模型研究也得到了很大发展。     

改善污泥性质控制MBR膜污染的研究进展

膜生物反应器(MBR)具有高效,出水水质好的特点,在生活污水和工业废水处理中得到了应用,但膜污染是MBR广泛应用的主要障碍.介绍了污泥混合液中胞外聚合物(EPS)对膜污染的影响,详细总结了改善活性污泥混合液性质的途径,包括投加添加剂、优化运行参数和培养好氧颗粒污泥.提出了投加天然高分子混凝剂改善污泥性质的方法.     

污泥特性对膜污染的影响及膜表面污染特征

采用一体式MBR处理生活污水,以压力增长速率表征运行中膜污染程度,分析污泥特性中胞外多聚物EPS、污泥浓度和污泥表面电位对膜污染的影响,利用场发射扫描电镜FESEM及能谱仪EDS对膜表面进行观察分析.结果表明,EPS、蛋白质和多糖含量与膜通量负相关,相关系数分别为0.963 0.0.852 9和0.829 8;污泥质量浓度由1975 mg·L-1 增加到5298mg·L-1,时,压力增长速率由0.5kPa·h-1 先增加到2.14kPa·h-1,又降到1.3kPa·h-1,其变化趋势由多糖决定;污泥表面电位由-9mV降低到-11.92 mV时,压力增长速率由2.05 kPa·h-1 迅速增加到3.33 kPa·h-1,电位由多糖和蛋白质的变化决定.FESEM和FESEM-EDS观察分析得出内表面污染主要为微生物膜,外表面污染主要是污泥滤饼层和无机沉积物,无机沉积物主要成分是Ca.     

BF-MBR处理废水及膜污染控制的研究进展

生物膜膜生物反应器是生物膜技术和膜生物反应器的结合,由于其拥有生物量大、降解能力强等优点,是近些年受人关注的水处理工艺之一。本文主要介绍了两类生物载体(生物填料、颗粒污泥)耦合膜生物反应器,并分析评价了近些年来其在废水处理性能和膜污染控制的相关研究成果。阐述了生物填料(悬浮式生物填料、固定式生物填料)的处理效果、降解机制以及微生物群落结构和颗粒污泥在MBR工艺中的培养、稳定、处理现状。同时,分析了两类生物载体对滤饼层、膜孔堵塞以及微生物代谢产物的影响,并对其发展前景做了展望,可为该工艺的工业化应用提供帮助。     

平板膜污泥浓缩工艺中污染膜的膜清洗方式

该文研究了平板膜污泥浓缩工艺中污染膜的清洗,分析了不同种类、不同浓度化学药剂的清洗效果,重点评估了膜通量恢复率、膜表面形态、临界通量等性能。结果表明Na Cl O为最有效清洗药剂,清洗后膜水通量恢复最显著,膜表面孔隙率恢复最高,Na OH药剂不适宜于该工艺中膜的清洗。此外,试验确定0.1%草酸和1%Na Cl O的组合清洗方式为污泥浓缩工艺中膜清洗的最佳清洗方式,经组合清洗后的膜表面形态基本完全恢复,临界通量可高达32~35 L/m2·h。     

污泥形态变化对膜生物反应器处理性能及膜污染的影响

通过对膜生物反应器(MBR)系统中污泥颗粒变化和处理模拟废水水质的监测,考察了污泥形态变化对MBR处理性能和膜污染的影响。结果表明:MBR中颗粒有保持均匀分布并缓慢减小的趋势,颗粒大小对COD去除有一定影响,对氮磷的去除影响甚微,但是会加速膜污染。     

膜蒸馏膜浸润与污染控制研究进展

膜蒸馏是一种新兴的热驱动膜分离过程,其能利用低品位热能处理高含盐废水,故在水处理领域具有良好的发展前景.目前,限制膜蒸馏长期稳定运行的主要瓶颈是膜浸润与膜污染问题.本文简述了膜浸润与污染成因,从料液预处理、功能膜开发、操作条件优化、膜清洗与干燥等方面总结了近年来在控制膜浸润与污染方面取得的研究进展,重点介绍了新型功能膜...     

膜生物反应器中膜污染控制的研究进展

介绍了膜污染的机理及影响因素,从膜结构的选择,如膜材料、膜孔径;优化工艺、优化运行条件,如曝气强度、出水方式以及定期清洗等方面描述减缓膜污染速度,延长膜清洗周期的控制措施,为MBR在废水处理领域的发展提供一定的支持。     

两级序批式MBR膜污染控制方法研究

针对MBR在实际应用过程中存在的同步脱氮除磷效果不佳、膜污染严重等问题,提出两级序批式MBR工艺,对该工艺的膜污染影响因素及控制方法进行了试验研究.结果表明,在MBR中保持适宜的污泥质量浓度对于膜污染的控制有重要的作用,当污泥质量浓度稳定在6～7g·L~(-1)时,膜比流量基本稳定,随着污泥质量浓度的增加,膜比流量逐步降低,当污泥质量浓度超过10g·L~(-1)以后,膜比流量直线下降;投加PAC至1 g·L~(-1)可以增加污泥粒径,减少大分子有机物在膜表面沉积,从而有助于延缓膜污染;序批式间歇运行与空曝相结合的运行方式可以有效降低泥饼层污染及凝胶层污染,使系统在更高膜通量下运行,而膜污染速率却远低于连续流单级好氧MBR系统.     

一种基于膜污染指数的超滤膜污染评价方法

利用浸没式中空纤维膜小试系统,基于膜污染指数（FI）建立超滤膜污染的评价和试验方法。通过试验考察超滤膜污染变化规律,以及运行周期对膜污染指数计算的影响,并确定计算膜污染指数的运行周期;并对膜污染指数评价方法的可重复性进行检验：对化学清洗前后膜污染指数进行比较。试验表明,在过滤初期,滤饼污染和吸附污染并存,所以初期水力不可逆膜污染指数（HIFI）增长较快;中期超滤膜的吸附能力不断减弱,膜污染主要是滤饼污染,所以膜污染较为稳定：后期跨膜压力过大,压缩滤饼层,减小滤饼孔隙率,增加滤饼阻力,所以HIFI有所增加。同时短期的膜污染试验可以用来反映长期的膜污染情况,该超滤膜污染的评价方法重复性好,污染后的超滤膜经过化学清洗后。可以重复利用。     

膜生物反应器膜污染的研究进展

从膜的结构性质、反应器操作条件、处理液微生物性质三个方面介绍了膜生物反应器膜污染机理研究的进展,总结了优化膜生物反应器设计、调节膜生物反应器操作条件、在线超声控制、化学方法等膜污染控制的常用方法,对未来膜污染研究进行了展望。     

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.     

一体式膜生物反应器膜污染研究

膜生物反应器(MBR)是一种新型污水处理器,对生活污水处理效果显著,在使用过程中不可避免地会产生污染。为此,对膜生物反应器处理模拟生活污水的膜污染和清洗方法进行了研究,通过红外光谱分析了活性污泥性质的变化,利用扫描电镜分析了中空纤维膜表观结构的变化,探讨了膜污染的机理。结果表明,细菌滋生和污泥沉积造成了膜污染,泥饼层阻力占膜总阻力的89.86%,是膜污染的主要组成部分,水力清洗结合化学清洗可以很好地恢复膜的比通量。     

温度感应复合型控制释放膜系统的性能研究

采用等离子诱导填孔接枝聚合法将聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)开关接枝到聚偏氟乙烯膜(PVDF)膜孔上,同自由基聚合法制备的PNIPAM交联水凝胶结合,成功地组成了一种温度感应复合型控制释放膜系统。在该膜系统中,PNIPAM接枝PVDF膜作为控制释放开关,PNIPAM交联水凝胶作为药物载体。通过改变交联水凝胶和开关膜的微观结构,研究了该复合膜系统的温度感应控制释放特性。结果表明,该复合膜系统具有良好的温度感应特性,优于单独的开关膜控制释放系统或是单独的交联水凝胶控制释放系统。研究结果将为温度感应型控制释放系统或给药系统的设计与开发提供理论基础。