pH对膜污染层EPS污染特征的影响及机理分析

溶液pH值不仅影响溶质的电荷等表面性质,同时也影响膜表面的特性,从而影响溶质与膜表面之间的相互作用和溶质在膜面的沉积量及膜通量.胞外多糖(Extracellular POlvsac-charides,EPS)是膜生物反应器(Membrane Bioreactor,MBR)中主要的膜污染物质之一,从实际MBR膜污染层中分离纯化得到的EPS,在EPS引起膜污染机理分析的基础上,以过滤阻力、EPS在膜表面沉积量及膜通量为评价指标,综合分析不同溶液pH对EPS污染特征的影响,可为揭示MBR中EPS膜污染的成因和机理以及污染膜的清洗提供参考.结果表明,MBR膜污染层EPS的膜污染过程较好地符合沉积阻力模型,EPS在膜表面的污染主要是EPS沉积引起的;EPS溶液的pH越高,其与膜之间的排斥力越大,沉积量越少,沉积阻力越小,膜通量越高.pH为7.0时,沉积阻力为3.34×10~(11) m~(-1),沉积量为1.25 g/m~2,初始相对膜通量为9.8%.     

MBR城市污水处理工艺中化学除磷的研究与应用

为考察化学除磷对膜生物反应器(MBR)工艺的影响,研究了MBR城市污水处理工艺的化学除磷.结果表明:在MBR工艺中,硫酸亚铁是适宜的化学除磷药剂.膜分离对出水总磷的截留有重要贡献,在MBR工艺中实施化学除磷比传统活性污泥法节省加药量.在处理实际城市污水的MBR工程中进行了一年以上的硫酸亚铁连续投加试验,出水总磷浓度为(0.17±0.08)mg/L,平均总磷去除率达95.0%,跨膜压差维持在15kPa以下,药剂投加费用约为0.01元/m3.在MBR工艺中投加硫酸亚铁进行化学除磷,不仅可以取得很好的除磷效果,对膜污染控制也不会造成明显的影响,而且经济可行.     

膜生物反应器操作条件对EPS含量及膜污染的影响

通过3组平行膜生物反应(MBR)的长期实验,考察了不同污泥负荷和曝气强度下,膜污染状况、EPS浓度及其组分含量之间的关系.结果表明:污泥负荷越高,混合液中所含溶解性EPS含量越高,被污染膜片所粘附的多糖也越多,膜污染速率越快;MBR混合液的可过滤性与溶解性EPS,特别是多糖有较好的线性关系,这表明多糖是重要的膜污染物质.当污泥负荷在0.08 kgCOD/(kgMLVSS·d)左右时,反应器能较长时间稳定运行.在稳定运行的系统中,曝气强度对EPS浓度影响不明显.     

群体感应信号分子对MBR自养脱氮系统膜污染的影响研究

基于膜生物反应器(membrane bioreactor,MBR)的自养脱氮工艺是近年来发展起来的一种新型生物脱氮技术,具有曝气能耗小、无需消耗有机碳源及去除负荷高的优势.然而,持续的抽吸出水使得膜丝表面微生物生长进而堵塞膜孔形成膜污染,出水通量的严重下降限制了该工艺的发展及应用.本文利用微生物的自身调控机制,考察了不同浓度的信号分子C_8-HSL(2,5,6μmol/L)对MBR自养脱氮系统膜污染速率、脱氮性能及污泥分泌胞外聚合物(extracellular polymeric substance,EPS)和溶解性微生物产物的影响规律.结果表明,随着信号分子浓度的增加,膜污染速率减缓,膜污染周期分别从14天延长到20、23、25天.在停止添加信号分子后,膜污染周期再次缩短到12天.氨氮去除率随着信号分子浓度的增加而升高,但6μmol/L的信号分子诱导了亚硝酸盐氧化细菌的活性,不利于自养脱氮.研究表明,5μmol/L的信号分子既可有效减缓膜污染,降低膜面EPS,同时可促进氨氮去除,该结果为解决MBR膜污染提供了新的途径,有助于促进MBR自养脱氮工艺的应用.     

膜生物反应器在污水处理与回用中的能耗分析

介绍了膜生物反应器(MBR)低能耗化研究进展,以吨水能耗(kWh/m3)和COD去除能耗(kWh/kgCOD)两种指标分析比较了MBR处理较低浓度城镇和生活污水、较高浓度工业废水及垃圾渗滤液等废水的运行能耗与成本,分析了MBR运行能耗构成和能耗较高的原因,并对MBR节能措施和对策进行了讨论.     

MBR技术中剩余污泥减量机理研究

由于剩余污泥量大,已成为制约污水生物处理技术发展的重要因素.膜生物反应器(MBR)作为新型高效污水处理技术,能够实现污水处理中的剩余污泥减量.采用对比法,对MBR技术中剩余污泥减量的机理进行了研究.研究表明,溶解氧(DO)质量浓度在1.0～3.0 mg/L内,污染物处理效果均可达到90%以上,污泥浓度(MLVSS)可控制在10 g/L左右,脱氢酶活性平均值为136.82 mg/g-VSS,膜区污泥中三磷酸腺苷(ATP)含量平均为0.003 56μg/mg-VSS.分析发现,在MBR中发生了能量解偶联作用,膜区附近、反应器中部、进水口附近的胞外聚合物(EPS)含量分别为15.15、12.79、15.38 mg/g-VSS,EPS和胞外蛋白酶相互作用,EPS、微生物残骸等大分子物质被高活性的胞外蛋白酶降解,成为可以被微生物代谢的基质,促进了微生物隐性增长,从而有效降低了污泥产率,实现了剩余有机污泥减量.     

盐度对MBR处理高氨氮废水的运行及微生物群落影响研究

通过运行一体式好氧膜生物反应器(MBR),研究盐度的变化(0%～6%)对MBR高氨氮废水处理及其膜污染和微生物群落变化的影响。结果表明,随进水盐度增加,MBR的NH4+-N去除率降低、氨氧化速率(AOR)下降;膜上污泥中胞外聚合物(EPS)的含量增加,跨膜压差(TMP)持续增加,膜污染速率加快;高通量测序结果证实0.5%盐度时MBR微生物群落最稳定,而高盐度导致其微生物群落多样性降低.     

计算流体力学在膜技术及膜生物反应器研究中的应用

介绍了计算流体力学(CFD)的基本原理、内容和特点,综述了CFD在膜技术领域中的研究和发展,特别讨论了其在膜生物反应器(MBR)技术中的研究和应用,并对其应用前景进行了展望.     

电场控制MBR膜污染技术研究进展

膜生物反应器(MBR)出水水质优良,可直接回用.然而,长期运行过程中存在的膜污染问题依然是阻碍其进一步发展及商业化应用的主要因素.电场是缓解膜污染、提高出水水质的有效且清洁的途径之一.微生物燃料电池(MFC)中的微生物通过新陈代谢作用可将污水中蕴含的化学能转化为电能,用于膜污染防治.利用MBR自生电场缓解膜污染的关键是导电微滤膜的制备.综述了电场控制膜污染的基本原理和研究进展、导电微滤膜制备技术及其应用的研究进展,并指出导电微滤膜的规模化生产及实际应用将是MBR膜污染机制研究的重要方向.     

EPS及其测定方法分析

膜污染问题一直是限制MBR(Membrane Bio-Reactor,膜生物反应器)发展和应用的一个瓶颈,而EPS(Extracellular Polymeric Substance,胞外聚合物)则被认为是MBR膜污染中的优先污染物.文中概括地介绍了EPS的类型、空间结构、对活性污泥特性的影响以及其与膜污染的关系,并对MBR中EPS提取及分析方法进行了综述,以期更全面的认识EPS特性,对实际运行的MBR工艺研究及膜污染控制等提供一定的理论依据.