厌氧膜生物反应器处理生活污水的研究进展

厌氧膜生物反应器(AnMBR)对生活污水处理效果与好氧处理接近,而且产泥量较低,还能产生有用的能源。综述了目前AnMBR处理生活污水的相关研究进展,分析了处理过程中的膜污染控制措施,水力停留时间(HRT)、污泥龄(SRT)、温度等对处理性能的影响,处理过程中生成的溶解性甲烷的回收以及AnMBR的中试研究状况等。最后还展望了在推进AnMBR全面应用过程中尚需要深入研究或解决的问题。     

污泥停留时间对厌氧膜生物反应器处理餐厨废水效能的影响

采用中试厌氧膜生物反应器(AnMBR)处理高浓度餐厨废水,多维分析污泥停留时间(SRT为50、30和20 d)对其运行效能的影响。结果显示,An MBR在各SRT工况下均展现出较好的稳定性,消化罐pH维持在7.2(7.8之间,膜出水COD去除率达到96%以上。缩短SRT虽然能够有效提高有机负荷,但是过低的SRT会显著降低COD转化率。An MBR在SRT 30 d工况下可获得最佳处理效能,有机负荷达到(8.7±1.3)kg COD·(m~3·d)~(-1),沼气生产强度达到(4.5±0.8)m~3·(m~3·d)~(-1),COD转化率为(82.1±7.3)%。厌氧消化液中胶体态和溶解性大分子有机质的累积是导致膜过滤效能下降的主要原因,控制SRT 30 d有效削减了其积累量,从而提高了膜通量并减缓了膜污染趋势。Ca~(2+)会沉积在污泥混合液中,其浓度随着SRT缩短显著降低。此外,SRT缩短会降低长链脂肪酸(LCFA)的转化率;但是未降解的LCFA很可能与Ca~(2+)形成沉淀,会减轻游离LCFA对微生物活性的抑制作用,进而有助于AnMBR的稳定运行。     

复合式动态膜生物反应器处理印染废水效能及膜污染控制

分别采用动态膜生物反应器(DMBR)与复合式动态膜生物反应器(HDMBR)处理印染废水,研究投加悬浮填料前后对污染物去除和膜污染控制影响。投加和未投加悬浮填料的反应器分别标为反应器A和B。结果表明,A反应器对色度、浊度、NH+4-N、TN、TP、COD、UV254平均去除率依次为86.39%、96.00%、90.13%、85.84%、89.63%、95.75%和88.24%,分别比B反应器提高了6.15%、2.24%、8.33%、5.99%、5.56%、1.79%和6.39%。对两反应器污泥混合液进行变性梯度凝胶电泳分离可知,水解酸化池与好氧池内既有相同的微生物种属,也有其特有的种属,而A反应器中各微生物优势地位均比B反应器明显。A反应器中混合液的EPS浓度增加量、LB-EPS积累量、污泥粒径小于10μm所占比例、膜通量降低幅度均小于B反应器,LB-EPS积累量是影响污泥混合液中Zeta电位、污泥粘度变化的主要原因。膜表面滤饼层的红外图谱与三维荧光图谱解析,验证了蛋白质和多糖是膜表面污染物的主要成分。A反应器中悬浮填料为微生物提供载体,增强了微生物降解能力,能提高对污染物的去除率,同时也延缓了膜污染。     

一体式MFC-好氧MBR运行效果及膜污染特性

膜生物反应器(MBR)是一种高效的污水处理工艺,而微生物燃料电池(MFC)能利用NO-3作为电子受体进行脱氮。为解决膜生物反应器(MBR)脱氮效率低和膜污染问题,建立了一套能够进行脱氮、有效抑制膜污染的一体式MFC-好氧MBR新工艺。以开路MFC-MBR反应器为对照,对耦合系统中污水处理效果、膜污染情况进行研究。研究表明,2套系统的COD去除率均超过88%,对NH4-N的去除均达到99%。闭路MFC-MBR系统TN去除率达到69.4%,高于开路系统的55.3%。混合液的MLVSS/MLSS稳定在88%左右,同时耦合系统能够改善污泥混合液的性质,zeta电位的绝对值和粘度较开路系统有所减少,污泥颗粒平均体积粒径(233.482μm)较开路系统(94.877μm)有明显增加,膜清洗周期延长了41.17%。     

好氧硝化颗粒污泥膜生物反应器性能和膜污染研究

实验研究了好氧硝化颗粒污泥膜生物反应器AGMBR的处理性能,并将其与活性污泥膜生物反应器ASMBR进行对比,考察了颗粒污泥在减缓膜污染中所起的作用.好氧硝化颗粒污泥膜生物反应器AGMBR连续稳定运行102 d,系统具有良好的去除有机物和同时硝化反硝化能力,在进水COD和NH+4-N浓度分别为500和200 mg/L时,COD、NH+4-N和TN的去除率分别稳定在86%、94%和45%以上.颗粒污泥有效减缓了膜污染,延长了膜清洗的周期,AGMBR中的膜污染以膜孔堵塞为主,占总阻力的64.81%;滤饼层的阻力为2.1×1012m-1,远小于ASMBR中的16.07×10"m-1;膜清洗周期是相同条件下ASMBR的2.43倍以上;而且AGMBR内不断有新颗粒生成,维持了AGMBR系统性能和运行的稳定.     

好氧颗粒污泥动态膜生物反应器工艺参数及运行性能

以一体式尼龙筛网动态膜生物反应器(DMBR)为研究体系,与好氧颗粒污泥相结合,形成新的好氧颗粒污泥动态膜生物反应器(AGDMBR),探讨了在新工艺条件下对COD、氨氮的去除,以及出水浊度的变化,与活性污泥动态膜生物反应器(DMBR)做比较,研究了进水流量、曝气量等工艺运行参数与膜污染之间的关系,并对系统中污泥的EPS进行分析。结论表明,AGDMBR系统对COD和NH4+-N的平均去除率分别为91%和95%,出水浊度为6 NTU,处理效果均优于DMBR系统;AGDMBR系统在运行过程中膜污染速度随进水流量的增大而加快;曝气量为125～150 L/h时,膜通量持续时间最长;AGDMBR系统比DMBR系统在膜污染的延缓上具有明显的优势。     

MBR中培养好氧颗粒污泥处理船舶生活污水

考察了膜生物反应器(membrane bioreactor,MBR),以模拟船舶生活污水为进水培养好氧颗粒污泥的影响因素。结果表明,当ρ(Al3+)=30 mg/L、曝气速率=0.8 m3/h、污泥沉淀时间=30 min时,好氧颗粒污泥在最短时间(30 d)内形成;反应器内TP、TN和COD去除率分别为92.37%、93.46%和97.39%,膜污染情况得到改善。     

厌氧膜生物反应器处理抗生素废水研究进展与展望

中国是抗生素生产大国,抗生素生产过程伴随产生大量的含抗生素残留的有机废水,通常采用厌氧生物技术进行处理。然而传统的厌氧处理技术对抗生素废水存在效能不高的问题,并且难以实现废水中常规污染物、抗生素与耐药基因的协同控制。厌氧膜生物反应器同时具有厌氧处理与膜处理技术的优点,在处理抗生素废水方面展现出很好的应用前景。本文总结了厌氧膜生物反应器处理抗生素废水的研究进展,从常规污染物去除和耐药基因削减两方面阐述了厌氧膜生物反应器的处理优势;重点梳理了抗生素对厌氧膜生物反应处理过程中生物效能的抑制和耐药基因赋存的影响。在此基础上,提出“强化水解预处理去除抗生素残留效价(抑菌活性)-厌氧膜生物反应器”组合处理工艺作为短流程的抗生素废水处理最佳策略,在提升污水处理效能的同时实现对耐药性的协同控制,为制药废水绿色、高效和安全处理提供参考。     

一体式MFC-好氧MBR运行效果及膜污染特性

膜生物反应器（MBR）是一种高效的污水处理工艺，而微生物燃料电池（MFC）能利用N0i作为电子受体进行脱氮。为解决膜生物反应器（MBR）脱氮效率低和膜污染问题，建立了一套能够进行脱氮、有效抑制膜污染的一体式MFC-好氧MBR新工艺。以开路MFC—MBR反应器为对照，对耦合系统中污水处理效果、膜污染情况进行研究。研究表明，2套系统的COD去除率均超过88％，对NH4-N的去除均达到99％。闭路MFC—MBR系统TN去除率达到69．4％，高于开路系统的55．3％。混合液的MLVSS／MLSS稳定在88％左右，同时耦合系统能够改善污泥混合液的性质，zeta电位的绝对值和粘度较开路系统有所减少，污泥颗粒平均体积粒径（233．482μm）较开路系统（94．877μm）有明显增加，膜清洗周期延长了41．17％。     

好氧颗粒污泥用于膜污染的控制

膜生物反应器在运行过程中容易引起严重的膜污染,从而限制了膜生物反应器在实际废水处理工程中的应用.从污泥特性角度分析了好氧颗粒污泥的特点和减缓膜污染的原因,并且与活性污泥比较,提出好氧颗粒污泥减缓膜污染的优势,为膜污染的控制提出了新的思路和方法.     

季铵盐改性聚偏氟乙烯膜抗污染性能及其对厌氧膜生物反应器微生物的潜在影响研究

将季铵盐(QAC)改性聚偏氟乙烯(PVDF)膜运用于厌氧膜生物反应器(AnMBR),评估了其抗污染性能,探讨了厌氧微生物在QAC/PVDF膜上短期暴露时的活性变化情况。结果表明,QAC/PVDF膜在AnMBR中清洗周期较长,说明QAC/PVDF膜可延缓AnMBR的膜污染形成;将厌氧微生物短期暴露于QAC/PVDF膜的环境中,QAC/PVDF膜对厌氧生物处理相关酶活性影响较小,不会引起厌氧微生物细胞破损或产甲烷性能下降。但随着直接接触的QAC浓度上升,厌氧微生物细胞破损比例上升,相关酶活性和产甲烷性能下降。     

在线超声作用下流化床膜生物反应器的膜污染机制

在流化床膜生物反应器中引用在线超声技术来控制膜污染，考察了在线超声对污泥混合液特性的影响，探讨了在线超声作用下的膜污染机制。结果表明：在线超声流化床膜生物反应器的跨膜压差（TMP）增长速度明显慢于普通流化床膜生物反应器，可延长膜清洗周期约51％。在线超声作用下，污泥平均粒径降低约70μm，污泥胞外聚合物（EPS）含量增加（14±5）mg／g，混合液溶解性微生物产物（SMP）有所降低；同时，在线超声使得污泥浓度和混合液粘度降低，从而改善了混合液的过滤性，有助于膜污染的控制。分析表明，在线超声能够减少膜表面不可逆污染的发生，膜的主要污染机制为泥饼层污染。     

膜生物反应器低温污水处理效能研究

通过连续实验,考察了温度变化对膜生物反应器除污染效果的影响,重点研究了低温条件下(10±2)℃溶解氧(DO)和水力停留时间(HRT)对膜生物反应器净化效能的影响规律.研究结果表明,温度的突然降低会导致污泥的氧吸收速率下降,系统对COD的去除效率从90.1%迅速降低至68.2%,但经过1个月的低温运行后,活性污泥的氧吸收...     

厌氧膜生物反应器处理低浓度废水的运行效能及膜污染特性

针对厌氧膜生物反应器(AnMBR)成本高、膜污染严重的问题,构建了以不锈钢丝网作为膜材料的新型厌氧膜生物器并将其用于处理低浓度废水,探究了其稳定运行以及耐温度波动的能力。同时,对甲烷产量、跨膜压差(TMP)以及反应器出水中的COD和挥发性有机酸(VFAs)进行了监测和分析,并利用扫描电子显微镜(SEM)对膜污染进行了表征。结果表明:反应器的COD去除率稳定在93%以上;出水中的VFAs仅可检测到乙酸,且平均浓度低于10 mg·L~(-1);甲烷平均产率为0.28 L·g~(-1) (以COD计);当温度由35℃降到25℃时,反应器有较强的耐受能力;在66 d的运行期间内,TMP从0 kPa增长到20 kPa,膜阻最高为4×10~(12) m~(-1)。以不锈钢丝网为膜材料构成的新型AnMBR,出水效果良好、产能高、运行稳定。     

在线超声对流化床膜生物反应器污泥混合液性能影响的研究

在流化床膜生物反应器中引入在线超声辐射来控制膜污染,超声功率为300 W、频率分别为中频(50 kHz)和中低频(50 kHz和25 kHz)混合频率,考察了在线超声对反应器内混合液性能的影响及对膜污染的控制效果。结果表明,中频超声辐射不会对反应器内混合液的污泥浓度和粘度产生显著影响,而中低频超声辐射会降低混合液的污泥浓度并造成混合液粘度的升高。2种频率的超声辐射对污泥混合液的过滤性能和污泥活性都有一定的改善作用。连续运行26 d和29d后,在中频和中低频超声辐射的作用下,超声流化床膜生物反应器比普通流化床膜生物反应器的跨膜压差分别低8 kPa和14 kPa,说明2种频率的在线超声均可显著延缓膜污染。     

好氧颗粒污泥对膜生物反应器污泥性能的影响

采用膜生物反应器进行含酚废水的处理,探讨投加好氧颗粒污泥对反应器中污泥性能的影响。结果表明,在膜生物反应器中投加好氧颗粒污泥能有效改善污泥性能,提高处理效果。从采用絮状污泥到逐渐增加好氧颗粒污泥投加量为100%的过程中,反应器中污泥浓度明显提高,MLSS由5 582 mg/L增加到8 168 mg/L;沉降性能得到改善,SVI由135.85 mL/g下降到29.36 mL/g;疏水性增强,Zeta电位由-20.302 mV升高到-4.325 mV;对含酚废水中COD、NH3-N的降解能力明显提高,COD、NH3-N、NO3-N去除率分别由87.3%、83.2%、55.3%增加到99.2%、94.9%、66.3%。改善了膜污染现象,膜通量衰减率由63.3%降低到42.8%。用二元多项式三维回归分析,得到污染物去除率关于好氧颗粒污泥投加量和反应器运行时间的二元方程,对指导好氧颗粒污泥膜生物反应器的连续运行具有重要意义。     

厌氧氨氧化菌接种污泥的选择培养过程研究

厌氧氨氧化菌的2种不同接种污泥培养实验表明,厌氧消化污泥和好氧硝化污泥均可成功启动厌氧氨氧化过程.接种厌氧消化污泥比好氧硝化污泥培养的厌氧氨氧化菌启动快,但后者去除效果较好.接种好氧硝化污泥的反应器的厌氧氨氧化速率随着氨氮基质进水浓度的增加呈线性增加.进水氨氮浓度为280 mg/L时的氨氮平均去除率达91%;而接种厌氧消化污泥的相应氨氮平均去除率仅为52%.厌氧氨氧化过程以接种好氧硝化污泥来启动为宜.     

气提式内循环膜生物反应器试验研究

针对膜生物反应器存在的膜污染和能耗高的问题，结合气提式内循环和一体式膜生物反应器处理废水的工艺特点，提出圆柱形套筒气提式内循环膜生物反应器。试验结果表明，同等曝气强度和曝气方式下，气提式内循环膜生物反应器中氧传质系数（KLa）高于一般膜生物反应器；膜间水流流速是一般膜生物反应器的1.53～2.44倍，提高了膜面的水力冲刷作用，可减缓膜污染；对反应器膜过滤性能的考察，表明气提式内循环膜生物反应器较一般膜生物反应器有更好的膜过滤性能和抗污染能力。反应器中添加内循环，污泥活性有所下降，但对实际废水的去除效果影响不大，污泥活性较为稳定。     

颗粒填料复合式膜生物反应器的长期运行特性

在实验室条件下，从有机物去除效果、透膜压差、污泥颗粒粒径和污泥混合液过滤阻力等方面对颗粒填料复合式膜生物反应器（HMBR）的长期运行特性进行了研究。结果表明，与普通MBR相比，HMBR可以显著减缓膜污染，延长稳定运行时间，减少膜组件的清洗频率，在本试验条件下，当膜通量分别为3.0、4.5和6.0 L/（m²·h）时，MBR的透膜压差增长率分别是HMBR的5.5、3.3和2.2倍；HMBR的有机污染物去除效果显著，COD平均去除率达到92.3%，但是由于颗粒填料对HMBR膜表面污泥沉积层的去除，HMBR对有机物的筛滤/吸附作用减弱，造成HMBR出水的COD浓度比MBR略高；随运行时间的增长，HMBR污泥颗粒粒径呈下降趋势，而污泥混合液的过滤阻力逐渐增大，由于颗粒填料对污泥絮体的剪切作用，以及污泥生物相的变化导致HMBR的污泥粒径下降趋势比MBR更为明显，粒径分布范围更窄，而且HMBR的污泥混合液过滤阻力增长速率略大于MBR。     

曝气生物流化床处理高氨氮粪便污水

应用好氧曝气生物流化床反应器处理动车集便器粪便污水,研究反应器同步硝化反硝化脱氮及去除COD效能,以及DO对处理效能的影响,通过镜检观察反应器内微生物特性,探究反应器同步硝化反硝化脱氮机理。结果表明,反应器维持DO在2.5 mg/L左右时,对粪便污水中氨氮、TN和COD的去除率分别达99.8%、84.1%和95.5%,在好氧曝气生物流化床反应器中,实现同步硝化反硝化脱氮并去除有机物。分析认为,反硝化脱氮主要发生在生物膜内的厌氧微环境,反硝化反应主要由厌氧反硝化菌完成,曝气生物流化床反应器同步硝化反硝化脱氮机理主要从微环境理论解释。