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%.     

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.     

MBR膜污染的形成及其影响因素研究进展

拥有众多优势的膜生物反应器(MBR)技术在污废水处理方面有着广阔的应用前景,膜污染一直是MBR技术应用研究的热点和难点.膜污染的形成和主要污染因素的探讨为MBR膜污染研究奠定了基础,而确定操作工艺条件和膜特性对膜污染的影响规律,可为MBR系统设计或运行中减缓和控制膜污染提供指导.本文概述MBR膜污染的形成过程、主要污染因素及操作参数和膜性能对膜污染的影响.     

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.     

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.     

EPS及其在膜生物反应器中的作用和影响

胞外聚合物(EPS)普遍存在于活性污泥絮体内部及表面,具有重要的生理功能,同时也被认为是造成MBR膜污染和降低混合液可过滤性的重要因素之一.EPS的组成和含量与提取过程和分析方法有很大的关系,由于加热法的简洁性可操作性,现在的应用比较多.MBR的营养状况和反应器中环境要素对EPS有很大的影响.据已研究的结果发现,微生物产生EPS的多少取决于微生物生存环境和生长状况,即当其满足和适宜微生物生存时,微生物产生的EPS相对较少;反之,微生物产生的EPS较多.     

基于人工神经网络的MBR膜污染研究现状

膜生物反应器(MBR)是膜分离技术与生物处理技术相结合的一种新型、高效的污水处理技术,当前膜污染已成为限制MBR工艺推广应用的主要问题.分析了当前MBR膜污染规律的研究现状,指出了现有研究的不足,明确了人工神经网络(ANN)方法运用于MBR膜污染规律研究的优势.对ANN模型在MBR膜污染研究中的应用案例进行系统梳理,阐明了该方法在MBR膜污染研究领域的发展方向,为ANN模型在MBR膜污染研究领域的应用提供依据和参考.     

混凝剂对化学强化MBR深度处理印染废水的影响

在自主开发的化学强化MBR(膜生物反应器)技术的基础上,考察30mg/LFeCl3,30mg/LFeCl3和30mg/LCaCl2的组合以及30mg/LCaCl2三种混凝剂投加方式对其深度处理模拟印染废水二级出水的效果以及对膜污染的影响.结果表明,单独投加FeCl3及FeCl3和CaCl2的组合提高了化学强化MBR装置对色度、COD、氨氮和总磷的去除效果.单独投加FeCl3及FeCl3和CaCl2的组合都可以有效地缓解膜污染,其中投加FeCl3和CaCl2组合的效果更好,而单独投加CaCl2将会加重膜污染.FeCl3的絮凝作用可以降低胞外聚合物(EPS)的含量并增加污泥颗粒粒径.此外,CaCl2可以强化FeCl3的絮凝作用,提高膜污染的延缓效果.然而,单独投加CaCl2由于刺激EPS的产生并造成污泥颗粒粒径的减少,从而加重了膜污染.FeCl3和CaCl2都有利于溶解性有机物(DOM)中的小分子量片段向大分子量片段的转化,其中CaCl2的影响更大.     

微污染水处理中投加粉末炭减缓膜污染的机理研究

采用MBR(膜生物反应器)及MBR-PAC(PAC,粉末活性炭)组合工艺处理微污染湖水.试验考察了各工艺条件下的膜污染状况,发现投加PAC降低了膜阻力,利于减缓膜污染.为了进一步研究相应的机理,采用空间排阻液相色谱(SELC)法对粉末炭投加前后膜污染物的分子量分布(MWD)进行了直接和间接的测定.结果表明,在MBR应用于微污染湖水处理时,小分子物质是一类重要的膜污染物质.PAC对大量小分子污染物(MW<3 000)的有效吸附去除是投加PAC后膜污染状况改善的重要原因.     

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.