生物流化床中生物膜特性与反应器效率的关系

综述了生物流化床处理有机废水时生物膜的特性及其对反应器效率的影响。包括反应器中生物膜的形成及影响生物膜形成的因素;生物膜的活性及膜厚、基质浓度和不同种群微生物在生物膜中的分布对其活性的影响;生物膜的传质特性;生物膜厚度与反应器效率的关系;生物膜的脱膜及其数学模型;提出了生物流化床今后的研究重点     

光能自养生物膜形成机制及脱氮影响因素的研究进展

光能自养生物膜是一个由复杂微生物群落构成的相对稳定的微生态系统,微生物细胞及非生物物质镶嵌在微生物分泌的有机聚合物基质上,其显著特征是膜表面寄居着光能自养生长的微生物,并能在碳源缺乏条件下完成生物脱氮.总结了光能自养生物膜的形成机制,概述了光照、温度、微生物种类、营养物浓度对光能自养生物膜脱氮的影响,指出光能自养生物膜...     

生物流化床反应器生物膜特性研究进展

生物流化床技术应用于废水处理领域具有广阔的发展前景。生物流化床反应器对污染物的降解主要依赖于活性生物膜 ,研究生物膜的特性是提高反应器效率的重要手段。本文对描述生物膜特性的主要参数进行了综述 ,其中 ,生物膜种群构成的差异是影响反应器效率的最重要因素 ,本文重点探讨了生物膜中微生物的种群分布特征、种群的生态演替过程与反应器性能的关系。在此基础上 ,提出了对生物流化床生物膜特性进行强化的几种手段     

生物流化床反应器生物膜特性研究进展

生物流化床技术应用于废水处理领域具有广阔的发展前景，生物流化床反应器对污染物的降解主要依赖于活性生物膜，研究生物膜的特性是提高反应器效率的重要手段。本文对描述生物膜特性的主要参数进行了综述，其中，生物膜种群构成的差异是影响反应器效率的最重要因素，本文重点探讨了生物膜中微生物的种群分布特征，种群的生态演替过程与反应器性能的关系，在此基础上，提出了对生物流化床生物膜特性进行强化的几种手段。     

侧向流曝气生物滤池中的生物膜特征分析

研究了侧向流曝气生物滤池处理生活污水稳态运行时反应器内生物量的时空分布特征、生物膜的活性特征和微生物空间分布特征。结果表明，侧向流曝气生物滤池生物膜的形态、颜色和厚度沿水流方向有显著改变。进水端至中间部分的生物膜较厚, 生物量较多，颜色为黑灰色；沿水流方向生物膜逐渐变薄,颜色也渐变为浅褐色；侧向流曝气生物滤池内COD转化速率沿滤池长度逐渐减小，NH₃-N转化速率沿滤池长度逐渐增加，微生物耗氧速率沿滤池长度是呈先下降然后上升的趋势，但总体上差别不大；侧向流曝气生物滤池的微生物种群丰富，组成多样，在滤池内不同位置的生物膜上都生长着与其污水水质相适应的优势菌种，能够较好地完成污水处理的任务。     

饮用水生物处理中微生物量和活性的测定方法

微生物量和微生物活性是饮用水生物处理工艺设计与运行的重要参数。总结论述了适用于表示饮用水生物处理过程生物膜中微生物数量和活性的几种主要指标的测定方法。     

反硝化生物滤池生物膜胞外聚合物空间分布特征

研究了上流式反硝化生物滤池(DNBF)生物膜胞外聚合物(EPS)的空间分布特征,EPS的空间结构及组成对基质在生物膜内的传质作用有较大的影响,进而影响反硝化反应的进程和DNBF的脱氮效果。结果表明,沿水流方向生物膜EPS含量呈先升高后降低的变化趋势,在滤料层中间段为最高(56.14 mg·g~(-1))。将生物膜EPS分为悬浮型与附着型(包括溶解型、松散附着型和紧密黏附型)进行分层分析,发现每个分层的蛋白质含量均高于多糖含量;悬浮生物膜EPS中的多糖含量高于其他分层;溶解型和松散附着型生物膜EPS中的多糖含量高于紧密黏附型生物膜EPS。三维荧光光谱分析表明,悬浮生物膜EPS中所含主要物质为溶解性微生物分解副产物类,附着生物膜中,溶解型和松散附着型生物膜EPS包含酪氨酸类、色氨酸类蛋白质以及溶解性微生物分解副产物类蛋白质,紧密黏附型生物膜EPS主要包含溶解性微生物分解副产物类蛋白质。傅里叶红外光谱解析表明,羧基、酰胺基、羟基等是EPS中的主要基团。     

饮用水生物处理中微生物量和活性的测定方法

微生物量和微生物活性是饮用水生物处理工艺设计与运行的重要参数。总结论述了适用于表示饮用水生物处理过程生物膜中微生物数量和活性的几种主要指标的测定方法。     

基于玻璃微珠填料生物滤池生物堵塞模型

颗粒填料生物滤池运行过程中,微生物在颗粒填料表层不断生长积累,造成生物堵塞,严重影响生物滤池长期稳定运行。针对生物滤池颗粒填料层动态堵塞过程,综合基质迁移与降解模型、微生物生长与衰亡模型、孔隙率变化模型和渗滤系数变化模型,构建颗粒填料生物滤池生物堵塞模型。微生物生长动力学参数采用原位测定方法,能够反映附着生物膜生长情况。基于玻璃微珠填料生物滤池研究表明,修正生物堵塞模型能较好地模拟玻璃微珠生物滤池颗粒填料层的动态堵塞过程。     

膜生物反应器中生物膜的生长特性

实验采用经甲苯培养驯化而成的单一假单胞菌菌种,通过分析平板式生物膜反应器内,不同阶段假单胞细菌生物膜干重、厚度、活性生物量和生物种群分布的变化,研究生物膜特性与降解效率之间的关系。实验结果表明,在挂膜初期生物膜迅速生长,生物量以及生物膜干重增长很快,有利于甲苯及营养物质的传输,降解效率也快速提升。随着生物膜的生长,生物量及干重也逐步增加,厚度逐渐增加使传质阻力不断增大,生物膜上层微生物的有机底物供应不足,使生物膜上层结构稀疏,最终维持一个甲苯的总传输量与生化降解量的平衡,生物量的生长与衰亡也达到动态平衡,形成了一个较高且稳定的降解效率。     

磁性生物膜载体的规模化制备、表征和应用

利用机械力化学表面改性原理设计了卧式双旋搅拌混合反应设备,通过磁铁矿粉和适量浓硫酸的球磨混合反应制备得到磁性生物膜载体,其XRD、IR、SEM和BET表征分析结果表明,磁性生物膜载体表层生成了多羟基硫酸铁为主的活性组分.进而在膜生物反应器实验装置中投加磁性生物膜载体进行了中试实验,结果表明,磁性生物膜载体能与活性污泥中的微生物聚合形成稳定的菌胶团,活性污泥SV30从实验初期89％降到了稳定期的39％,此外,磁性生物膜载体还具有稳定膜生物反应池出水COD,强化脱氮除磷的能力.     

污泥回流对流化床生物膜—A/O活性污泥耦合工艺的影响研究

设计一套流化床生物膜(MBBR)—A/O活性污泥耦合装置处理城镇污水,考察了污泥回流对耦合工艺处理效率的影响,研究了系统中生物膜相和悬浮相微生物在有机物降解和脱氮反应中的活性差异。实验结果表明,当系统进水COD在200~400mg/L,进水氨氮在8.0~32.0mg/L,污泥回流比为1/8时,水力停留时间为12.4h,系统COD去除率平均值达81.4%,TN去除率平均值达70.6%,系统对较难降解城镇污水的处理具有明显的技术优势。污泥回流降低了生物膜相微生物的活性,而提高了悬浮相微生物活性,但生物膜相微生物活性速率仍高于悬浮相微生物活性。与传统活性污泥工艺相比,MBBR—A/O活性污泥耦合工艺将高活性生物膜引入,使悬浮污泥浓度极大降低,有助于减少污泥回流能耗与处理成本,具有明显应用价值。     

曝气生物滤池去除有机物与反应常数及膜厚的关系

推导了BAF前置反硝化工艺简化动力学模型,揭示了BAF去除有机物与反应速率常数与膜厚的关系。同时以生物膜中活性物质与非活性物质增长生物数学模型体系为基础,从理论上推导了BAF最佳膜厚的范围。     

生物膜微环境和传质现象研究进展

生物膜法污水处理工艺对污染物的降解去除主要依赖活性生物膜,研究生物膜的结构和传质特性是揭示反应机理和提高反应器处理效率的重要手段.综述了近年来国外在生物膜微环境和微观传质过程中的研究进展,包括对生物膜微观结构的解析、膜内不同菌系的分布特征及其功能以及生物膜的传质现象和数学模型.在此基础上,提出了生物膜研究领域今后应开展的研究方向.     

生物膜微环境和传质现象研究进展

生物膜法污水处理工艺对污染物的降解去除主要依赖活性生物膜,研究生物膜的结构和传质特性是揭示反应机理和提高反应器处理效率的重要手段.综述了近年来国外在生物膜微环境和微观传质过程中的研究进展,包括对生物膜微观结构的解析、膜内不同菌系的分布特征及其功能以及生物膜的传质现象和数学模型.在此基础上,提出了生物膜研究领域今后应开展的研究方向.     

低温等离子体技术改性填料前后Anammox工艺运行及微生物群落变化

采用低温等离子体技术对普通聚氨酯泡沫塑料填料进行表面改性处理,研究了改性前后填料的表面特征、厌氧氨氧化生物膜量、脱氮性能、微生物群落结构及其功能微生物基因丰度的变化。结果表明:低温等离子体改性以后填料表面与蒸馏水的静态接触角减少33.27°,单点比表面积和吸附平均孔径分别由8.98 m~2·g~(-1)和3.01 nm提高至9.66 m~2·g~(-1)和4.98 nm,材料表面粗糙度增加,亲水性能明显改善;未改性单位质量填料生物膜干质量为0.18 g,改性后单位质量填料生物膜干质量为0.37 g,相同时间内单位质量填料上的生物膜量相比于填料改性前提高了53%;填料改性前后系统总氮去除率均在80%以上。高通量测序结果显示,2系统菌群结构相似,主要功能菌属是Candidatus Kuenenia,改性填料相比于未改性填料其微生物种类丰富程度更高。实时荧光定量PCR(qPCR)结果显示,改性后hzo基因相对丰度由59.50%增至73.50%,提高了14%,nxrB基因相对丰度由21.10%减至17.70%,降低了3%。由此可见,填料经改性后表面生物膜量增加,生物膜上功能微生物种类丰富性也有所增加,但在较低氮基质负荷条件下脱氮效率基本不变。     

曝气生物滤池去除有机物与反应常数及膜厚的关系

推导了BAF前置反硝化工艺简化动力学模型，揭示了BAF去除有机物与反应速率常数与膜厚的关系。同时以生物膜中活性物质与非活性物质增长生物数学模型体系为基础，从理论上推导了BAF最佳膜厚的范围。     

溶解性微生物产物数学模型的研究进展

溶解性微生物产物(SMP)数学模型对于控制废水生物处理出水中COD具有极其重要的作用.按照SMP模型发展过程,即从只包含其形成机制模型到包含其形成与降解机制模型的发展过程,详细介绍了SMP模型的研究进展.同时,综述了SMP数学模型在活性污泥法和生物膜法等工艺中的应用,并在此基础上提出了活性污泥数学模型的发展方向.     

Ca^2＋在净水生物膜团聚体培养中的影响研究

通过在5组相同型号的SBBR反应器（A、B、C、D和E）内调节进水中的Ca2＋含量,研究Ca^2＋在净水生物膜团聚体培养过程的作用影响。结果表明,进水Ca2＋投加浓度为25 mg/L时驯化培养的生物膜团聚体具有较好的抗挤压能力,抗压强度达到了22 N/cm2,密度为1.059 g/cm^3,活性微生物的百分含量达到了86.90%,远远高于一般污泥团聚体中的微生物含量。分析运行效果,反应器C和D的生物膜团聚体通过29 d的驯化培养就达到了一个比较好的净水效果,并能维持稳定状态,相比于一般生物膜反应器的驯化时间有所缩短。不同进水负荷条件下氨氮的去除率变化表明,反应器C和D针对不同进水负荷表现出来的适应效果明显优于其他反应器。     

共代谢基质强化微生物修复四氯乙烯污染地下水

针对微生物修复地下水中四氯乙烯(tetrachloroethylene,PCE)周期长的问题,通过添加共代谢基质强化微生物修复技术以提高修复速率。以某污水处理厂的厌氧活性污泥为菌种来源,采用振荡培养法进行PCE高效降解菌群的驯化和筛选,对微生物降解PCE的温度、初始pH和PCE初始浓度3种影响因素进行了条件优化;使用甲醇、乙醇、葡萄糖、酵母浸膏以及乳酸钠作为共代谢基质,研究了不同共代谢基质条件下微生物群落对PCE的降解规律,并建立了反应动力学模型。结果表明:在种水平上,梭状芽孢杆菌Clostridium sp. FCB45是优势菌种;PCE初始浓度为1 mg·L-1,pH在中性,温度为30℃,共代谢基质为酵母浸膏时,微生物群落的降解效果最好,PCE降解率可高达96.75%,降解速率常数最高可达0.327 d-1;添加共代谢基质强化的微生物降解过程全部符合一级反应动力学模型。添加共代谢基质的微生物实验结果表明,添加共代谢基质可以有效缩短微生物修复周期,对污染地下水的原位生物修复具有一定的参考价值。