贫营养条件下MBR与IAMBR脱氮效果分析

以膜生物反应器(Membrane Bio-Reactor,MBR)工艺和间歇曝气式膜生物反应器(Intermittent Aeration Membrane Bio-Reactor,IAMBR)工艺进行对比运行试验,探求贫营养条件下系统的运行和脱氮特性。定期测量各项氮指标及混合液污泥浓度等数据,结果表明:IAMBR系统整个周期内的氨氮去除率(平均值为81%)基本高于MBR(平均值为76%);IAMBR的总氮去除率虽然有限,但基本维持了理论上的出水总氮质量浓度小于进水总氮质量浓度,优于MBR的总氮去除率负值状态;试验末期,MBR的污泥质量浓度迅速下降至3 650 mg/L以下,而间歇曝气式IAMBR的污泥质量浓度仍旧保持在4 530 mg/L。因此,整体来看IAMBR系统比MBR更能经受贫营养环境的冲击。     

SRT对A2/O-MBBR工艺中聚磷菌特性的影响

采用强化生物除磷系统(A~2/O-MBBR)联合工艺,在不同污泥龄(SRT)(20 d、15 d、10 d、6 d、3 d)的条件下,考察A~2/O系统各区聚磷菌生化代谢特性的变化。结果表明,A~2/O-MBBR联合工艺采用双泥系统,分相培养了硝化菌和聚磷菌,该系统的微环境有利于自养型硝化菌的生长和积累,硝化反应已不是A~2/O-MBBR联合工艺运行的限制因素,SRT缩短对系统中总氮(TN)、化学需氧量(COD)去除效果影响不大,可溶性正磷酸盐(SOP)去除率随SRT缩短而逐步上升,SRT为3 d时去除率最大为94%。聚-β-羟基丁酸(PHB)是聚磷菌(PAOs)去除污染物所需碳源和能量的中转站,在胞内聚合物与能量转化过程中起重要作用,不同SRT下胞内聚合物的代谢含量与释磷、吸磷含量有密切关系,代谢量越多,释磷、吸磷量越多。SRT为6 d时,厌氧段聚磷菌具有最佳的释磷性能,形成了具有显著释磷作用的菌种。缺氧区胞内聚合物代谢规律与好氧区相似,对于反硝化聚磷菌来说,在SRT为10 d时对PHB的利用率最高,代谢活性最好;而对于传统聚磷菌来说,在SRT为6 d时其代谢性能最佳,且聚磷菌占全菌比例最大。短泥龄条件有利于提高胞内聚合物的单位污泥质量分数、驯化出积累PHB质量分数较高的微生物种群,其中SRT为6 d时各胞内聚合物含量最高,A~2/O-MBBR联合工艺的处理效果最佳。     

长泥龄污水生物除磷系统的除磷效果

为保证磷的去除率,城市污水处理厂生物除磷系统污泥龄一般控制在15 d左右.污泥龄越短,剩余污泥排放量越大,污泥处理费用越高.为探明长泥龄污水生物除磷系统的除磷效果及其作用机理,采用厌氧/好氧(A/O)交替运行的SBR反应器,以无水乙酸钠、葡萄糖、可溶性淀粉、蛋白胨为混合碳源,模拟城市污水处理系统,对污泥龄分别为12d、20d和48 d的生物除磷系统出水总磷质量浓度进行连续监测,研究污泥龄与胞内聚合物PHB(聚羟基丁酸)和PHV(聚羟基戊酸)质量比的关系.结果表明,对于进水COD为450 mg/L,总磷质量浓度达8 mg/L的城市生活污水生物除磷系统,由于碳源充足,污泥龄达到48 d仍能保证出水总磷质量浓度长期稳定达标,长泥龄不会影响除磷效果.由于我国生活污水水质的变化,城市污水处理厂最佳污泥龄约为48d.污泥龄对聚磷菌体内的PHA(聚羟基烷酸)质量比及组成有重要影响.随着污泥龄的增长,PHA总量增加,聚磷菌得到了更多的吸磷驱动力,好氧时间不断减少,除磷效率不断增加.随着污泥龄的增长,聚菌体内的PHV质量比增加,而PHB质量比基本不变,因此PHB在PHA中占的比例有所下降.     

壳聚糖絮凝作用延缓膜污染的效果研究

以天然高分子材料壳聚糖为絮凝剂,通过絮凝试验和MBR处理人工废水试验,考察了壳聚糖絮凝作用延缓膜污染的效果.壳聚糖絮凝处理MBR中污泥混合液的试验结果表明,壳聚糖投加质量浓度分别为10 mg/L、20 mg/L、30 mg/L、40 mg/L、50 mg/L时,能明显降低污泥混合液SUV254的质量浓度,对污泥脱氢酶活性(DHA)的影响也较小;壳聚糖投加质量浓度为10 ～ 20 mg/L时,能有效降低污泥混合液的EPS质量浓度和黏度;当壳聚糖投加质量浓度大于20 mg/L时,污泥混合液的EPS质量浓度和黏度随着投加量的增加呈现增大的趋势,说明壳聚糖投加质量浓度低于20 mg/L时,能有效降低污泥混合液中的主要膜污染物质EPS及疏水性物质的质量浓度.壳聚糖投加质量浓度为10 mg/L时,MBR反应器的跨膜压力增大的同时,处理系统的膜通量也稳定增大.膜通量衰减速度低于对照组,说明壳聚糖对延缓和控制膜污染有积极的作用.MBR反应器中活性污泥质量浓度( MLSS)和出水CODcr的变化表明,投加壳聚糖在提高反应器中微生物量的同时也增加了处理水中有机物的质量浓度.     

胞外聚合物蓄磷能力及与生物除磷的关系

为探明胞外聚合物(EPS)在生物除磷过程中的作用,采用人工模拟城市污水,对不同污泥龄(SRT)下厌氧/好氧(A/O)交替运行的SBR生物除磷系统的除磷效果进行监测,并对单位质量的活性污泥中所包含的总磷质量、EPS中吸附的总磷质量以及细胞吸收的总磷质量进行测定.结果表明,当SRT小于48 d时,A/O-SBR城市污水生物除磷系统均能取得良好的除磷效果,连续监测出水总磷质量浓度均小于0.5 mg/L,达到《城镇污水处理厂排放标准》的一级标准.EPS具有一定的蓄磷能力,单位质量的活性污泥中EPS含磷量(简称EPS含磷量)不超过10 mgP/gVSS,而同质量的活性污泥中的细胞含磷量(简称细胞含磷量)最高可达38 mgP/gVSS.EPS含磷量不随SRT发生变化,SRT在12～48 d时,EPS含磷量约为10 mgP/gVSS;而细胞含磷量会随SRT发生变化,SRT在12～48 d时,细胞含磷量在20～38 mgP/gVSS之间变化.城市污水处理厂的活性污泥中细胞含磷量始终大于EPS含磷量,水中的磷酸盐主要以聚磷颗粒的形式储存于细胞内.在一个厌氧/好氧交替的反应周期内,EPS含磷量并不是一直保持在10mgP/gVSS,而是出现波浪形变化趋势,有时甚至可高达20 mgP/gVSS.这种波动能够调节聚磷菌(PAO)胞外磷酸盐浓度,有利手聚磷菌抵抗高磷酸盐负荷.但在反应结束时EPS含磷量又会恢复到反应开始前的水平.因此,EPS在生物除磷过程中主要起缓冲作用,是胞内聚磷合成的中转站.     

处理聚驱采油废水的MBR反应器中活性污泥的驯化

为了提高膜生物反应器对聚驱采油废水的生化处理效果,以炼油厂污水处理站二沉池的活性污泥为接种污泥,采用逐步提高进水中聚驱采油废水比例的加压驯化方法,在一体浸没式膜生物反应器(MBR)中进行活性污泥的驯化.对驯化过程中MBR系统内污泥性质、微生物相和聚驱采油废水处理效果分别进行了研究.结果表明,经过近30 d的驯化培养后,评价污泥浓度与沉降性能的指标如MLSS、MLVSS、SVI、SV等明显改善,表征污泥成熟的微生物相包括菌胶团、轮虫、楯纤虫等大量出现.驯化结束时,污泥所处的MBR系统对聚驱采油废水具有较好的处理效果,其中,膜出水的CODCr,去除率为77%,含油量去除率为94.6%,聚合物去除率为60.2%.说明驯化后活性污泥可以良好适应聚驱采油废水环境,MBR系统已基本完成了对污泥的驯化培养.利用电镜对膜组件进行观察,发现有凝胶层和沉积污泥吸附在膜表面上,从而使膜过滤阻力增加,引起膜污染.通过化学清洗可以有效去除膜表面的微生物和有机污染物,使膜组件功能得以恢复.     

低强度超声对短程硝化污泥活性的影响

为提高短程硝化反硝化脱氮效率,采用低强度超声对短程硝化反应进行强化,通过对比氨氧化率和亚硝酸盐生产量,考察低强度超声对短程硝化污泥活性影响。首先,通过对超声能量的优化试验,发现低强度超声能够提升短程硝化污泥反应速率,且超声能量为43.20 kJ时氨氧化率和亚硝酸盐生成量最大;然后考察超声能量与污泥浓度的关系。结果表明:1)在相同超声能量(43.20 kJ)条件下,随着污泥质量浓度(0.34~1.03 g VSS/L)增加,能量密度降低,反应速率不断提高;2)保持污泥浓度恒定,增加超声能量,发现在43.20 kJ时短程硝化污泥活性最好,氨氧化速率比对照组提高25.42%,继续增加能量后去除速率开始下降,原因是适宜的能量会增加微生物细胞壁和细胞膜的通透性,加快基质传递和反应速率,提高微生物活性,但当所施加能量超出其所能承受范围,则会对微生物内部产生损害,降低其活性;3)考察超声能量对胞外聚合物浓度和酶活性影响,在43.20 kJ条件下,多糖、蛋白质和胞外聚合物(EPS)浓度分别提高了18.32%、26.54%和22.05%,氨单加氧酶活性增加19.82%。研究表明,由于低强度超声作用加快胞外聚合物分泌,增加生物酶活性,进而促进了短程硝化污泥反应速率。     

铁离子对膜生物反应器中污泥性质及膜污染的影响

以处理模拟生活污水的平板膜-生物反应器为依托,将进水铁离子质量浓度分别调配成6 mg/L、1g mg/L、40 mg/L,考察三价铁离子对膜生物反应器中污泥性质及膜污染的影响.结果表明,投加铁离子对平板膜-生物反应器的出水水质影响不大.随着铁离子投加质量浓度的增加,跨膜压差(TMP)增长趋势变小,膜污染得到缓解,其中铁离子投加质量浓度为40 mg/L时,膜污染控制效果最好.铁离子的投加强化了生物絮凝作用,造成污泥质量浓度的上升,溶解性微生物产物(SMP)和松散型胞外聚会物(LB-EPS)质量比的下降.从膜阻力分析可以看出.投加铁离子主要是降低SMP和LB-EPS等凝胶层污染物引起的外部阻力.     

投加硅藻土对MBR处理校园生活污水影响的研究

实验研究了投加硅藻土对膜生物反应器处理校园生活废水效果的影响。两组膜生物反应器的对比实验结果表明:投加硅藻土有利于MBR工艺中活性污泥的培养和出水的稳定。投加硅藻土使MBR的出水COD质量浓度稳定在25 mg/L以下,BOD5质量浓度小于5 mg/L,NH3-N质量浓度0.4 mg/L左右,TP质量浓度小于0.5 mg/L,SS未检出,出水水质更加稳定。     

膜生物反应器(MBR)处理酒精生产废水的试验研究

研究了膜生物反应器(MBR)处理酒精生产废水的特性和效果。探讨了生物降解和膜滤作用对CODCr、氨氮(NH+4-N)、总氮(TN)、总磷(TP)的降低效果以及膜组件运行压力等。研究结果表明,膜生物反应器(MBR)中生物在2~4 h内对CODCr、氨氮(NH+4-N)、总氮(TN)、总磷(TP)的降解效果明显,而膜滤是强化生物降解效果的补充,对CODCr,NH+4-N,TN和TP的去除均有着不同程度的效果,说明膜生物反应器能净化酒精生产废水。     

垃圾渗滤液深度处理试验研究

试验所在的垃圾渗滤液处理厂采用预处理+厌氧+好氧组合工艺将垃圾渗滤液处理到《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-1997)三级排放标准。为了适应《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)新标准,在原工艺基础上设计增加膜生物反应器+纳滤的处理工艺。为了验证此工艺的合理性和科学性,进行渗滤液深度处理试验工作。试验结果表明,该工艺处理垃圾渗滤液方案可行,出水效果可达新标准排放。     

垃圾填埋场渗滤液处理技术探讨

讨论了垃圾填埋场渗滤液的水质特点,设计流量的计算方法,对国内渗滤液处理现状进行了简单描述.在此基础上对工程实践中常用的渗滤液处理工艺进行了分析,针对填埋场渗滤液的处理难点提出适合的解决方法,并给出对应的工艺流程.     

UASB和MBR组合工艺处理生活垃圾焚烧发电厂渗滤液

以江苏某处理规模为150 m3/d垃圾焚烧发电厂渗滤液处理工程为例,介绍了升流式厌氧污泥反应床(UASB)和膜生化反应器(MBR)组合处理工艺在焚烧厂渗滤液处理中的应用情况。工艺首先采用厌氧工艺降低处理水体的有机物负荷,在水体中有机污染物浓度得到一定降低的条件下,采用MBR工艺进一步降低水体中的氨氮和有机污染物浓度。经过处理后,出水CODCr可降低至1 g/L以下,出水氨氮低于25 mg/L。     

MBR工艺在高浓度PTA有机污水处理及回用中的应用

介绍了中国石油化工股份有限公司洛阳分公司应用MBR(Membrane Bioreactors)技术处理高浓度PTA污水并回用于循环水系统的情况,探讨了MBR膜运行过程中的污染等问题,为MBR膜在高浓度污水处理领域的应用提供借鉴.     

一体式膜生物反应器污水处理工艺研究

在一体式膜生物反应器研制开发实验及反应器各参数运行协调理论分析的基础上,提出了一体式膜生物反应器工艺各参数间的设计原则、方法、步骤及设计实例,对该工艺的运行能耗作了评价.     

两级序批式MBR膜污染特性研究

采用两级SBR与膜法相结合的两级序批式MBR工艺处理生活污水,考察两级序批式运行模式对膜污染特性的影响.对运行111 d后的平板膜污染阻力分布进行了测算,并对两级序批式MBR与连续流单级好氧MBR的平板膜污染速率进行对比试验.结果表明: 两级序批式MBR的平板膜污染阻力以凝胶极化阻力为主,占总阻力的43%,沉积阻力较低,仅占总阻力的10%;与连续流单级好氧MBR相比,两级序批式MBR可以在更高的膜通量下运行,保持更低的膜污染速率,在运行42 d后,过膜流量从100 L/h下降至85 L/h,过膜压差从1.52×10~4 Pa增加至2.22×10~4 Pa;而连续流好氧MBR系统,过膜流量从61 L/h降低至39 L/h,过膜压差却从1.01×10~4 Pa增加至2.63×10~4 Pa.研究表明,两级序批式MBR工艺可以改善膜过滤过程的水力条件,从而有效地减缓浓差极化,降低沉积污染及凝胶层污染,序批式、膜间歇运行与空曝的结合起到了关键性作用.     

一体式好氧膜生物反应器的氮转化试验研究

一体式好氧膜生物反应器（Integrated aerobic membrane bio-reactor,简称IAMBR）内提供了世代时间较长的硝化菌生长环境，从而使得硝化作用增强。从氨氮浓度与亚硝酸氮浓度比值随天数变化，氨氮浓度与硝酸氮浓度比值随天数变化，亚硝酸氮浓度与硝酸氮浓度比值随天数变化角度分析了IAMBR内氮的转化情况，得出氨氮去除主要依靠膜生物反应器内的好氧污泥，并且IAMBR可用于去除氨氮的结论。     

膜生物反应器处理黄麻生物脱胶废水的实验

采用水解酸化 膜生物反应器处理黄麻生物脱胶废水.实验结果表明:水解酸化对COD、氨氮有一定去除率,可以提高废水的可生化性.MBR系统在HRT=6 h、 8 h、 10 h、 12 h运行时, 在HRT=8 h时对COD、氨氮的去除率较高, 分别为84.8%和80.78%.出水几乎检测不到SS.     

预涂动态膜-生物反应器处理人工废水的试验研究

以公称孔径为1 μm的聚丙烯无纺布(NWF)为基膜,分别以粉末状活性炭、粉末状活性炭及聚合氯化铝为预涂剂,制作预涂动态膜膜组件,组成预涂动态膜-生物反应器处理人工废水.结果表明,预涂动态膜-生物反应器出水COD值低且稳定,粉末状活性炭预涂膜-生物反应器出水COD平均值为49 mg/L,粉末状活性炭及聚合氯化铝预涂膜-生物反应器出水COD平均值为29 mg/L,而NWF-膜生物反应器出水COD为54 mg/L.膜生物反应器对污染物质的去除虽然主要依靠活性污泥混合液,但附着在基膜上的动态膜的吸附、混凝作用也能去除部分污染物质.预涂膜能减少及防止污染物质向膜材料表面和内部扩散,减轻膜污染,使预涂动膜-生物反应器显示出一定的耐污染性能.但粉末状活性炭粒径过小,影响粉末状活性炭预涂动态膜-生物反应器的出水浊度(平均值为3.3 NTU);而粉末状活性炭与聚合氯化铝形成的预涂动态膜,在提高COD去除效率的同时,能减少活性炭对出水浊度(平均值为2.3 NTU)的影响,保证出水水质.