平板膜-生物反应器中膜的优选

将膜特性与膜-生物反应器(MBR)运行状况相结合,进行3种膜的优选. 对3种膜进行膜表面形态、孔径、孔隙率及水通量、临界通量的测定,同时将其置于MBR中进行短期高通量连续恒流运行及长期低通量间歇恒流运行,考察2种运行模式下的跨膜压差(TMP)平均增长率(Δp). 结果表明:具有平整表面、最小孔径、高孔隙率、高水通量以及高临界通量的A膜在MBR长期运行中表现出最低的膜污染速率,因此确定A膜为3种膜中的最优膜;在优选具有工程适应性的膜时,应采用长期间歇恒流运行的方法.      

浸没式平板膜生物反应器处理工业区污水试验研究

膜生物反应器(MBR)是膜技术和污水生物处理技术相结合的污水处理新工艺,近年来在城市污水和工业废水的处理中得到越来越多的关注。本试验采用浸没式平板膜生物反应器处理某城市工业区污水,并对该平板膜在运行过程中的膜污染情况进行试验研究,同时介绍其污水处理效果。试验表明,该MBR在次临界操作运行的情况下,以通量13L(m2·h)运行33d后,膜污染非常严重,将平板膜取出清洗后改以8L(m2·h)恒流运行,在此后60多d运行时间内,MBR系统保持稳定。同时,系统对该工业区污水CODCr、BOD5、NH3N和浊度的平均去除率分别稳定在80%、95%、90%和98%以上,但对总氮的去除效果一般,去除率只有50%～60%。     

MBR中水力条件对五孔中空纤维膜污染的研究

为了对五孔中空纤维膜在分置式膜生物反应器(MBR)处理模拟印染废水中膜污染特性进行研究,提出从水力学角度考察膜污染特性。在曝气强度分别为25,50,75,100 L/h,出水通量分别为9,12,15,18 L/(m2·h)的工况下考察膜污染表征系数跨膜压差(TMP)的变化情况。得出如下结论:出水通量稳定时,在一定范围内曝气强度的增加可使TMP的增长率降低,即延长膜稳定运行时间,有效缓解膜污染;在次临界通量下曝气量恒定时,出水通量越小,TMP的增长率越小,即膜的稳定运行时间越长。此实验结果对MBR中膜污染的有效控制和水力条件优化提供数据依据。     

PES/PAN膜在MBR中膜污染机理及抗污染性能

采用液-固相转化法,以聚醚砜(PES)、氯化锂(LiCl)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为原料制备PES膜,并在体系中添加聚丙烯腈(PAN)制备PES/PAN膜。在操作温度25℃,操作压力90KPa条件下制得的PES/PAN膜、自制PES膜和商品PES超滤膜分别为222L/(m·2h)左右,130L/(m·2h)左右,82L/(m·2h)左右。通过膜生物反应器中膜阻力的测定,表明膜污染主要由沉积层引起的,另一方面长期运行膜孔堵塞也是阻力增大的原因。在MBR中运行时,PES/PAN膜、自制PES膜和商品PES超滤膜膜通量的衰减速率分别为0.2559L/(m·2h·min)、0.3366L/(m·2h·min)、0.3539L/(m·2h·min),PES/PAN膜通量衰减最慢;在MBR中运行15d后,经过化学清洗,PES/PAN膜、自制PES膜和商品PES超滤膜纯水通量恢复率分别为83.75%、63.58%、61.32%,PES/PAN膜通量恢复率最大,抗污染性优于PES膜。     

新型陶瓷平板膜MBR工艺在炼油废水处理中的应用

采用新型陶瓷平板膜MBR工艺处理实际炼油废水,考察了该工艺对COD、石油类物质的去除效果,同时研究了陶瓷平板膜在长期运行时的膜污染特性及膜清洗恢复情况,并探讨了陶瓷平板膜对石油类物质的抗污染性能。实验结果表明:陶瓷平板膜MBR工艺对炼油废水的处理效果较好,出水ρ(COD)<50 mg/L,ρ(石油类)<8 mg/L;长期运行时陶瓷平板膜跨膜压差(transmembrane pressure,TMP)呈现出"3阶段"变化趋势;滤饼层污染是造成陶瓷平板膜污染的主要因素;污染后的陶瓷平板膜经过物理化学清洗后基本可以恢复到新膜状态,不存在严重的不可逆污染,这表明陶瓷平板膜对炼油废水中的石油类物质具有较强的抗污染性能。     

膜生物反应器中膜污染研究进展

膜生物反应器(MBR)在污水处理方面极具前景,在我国受到广泛地关注。然而膜污染严重影响膜通量,增加系统运行成本,制约MBR的进一步发展。本文从膜污染分类及其影响因素两方面,概述了我国MBR研究进展,分析了研究中的不足,以期为今后膜污染研究方向提供一些建议。     

MBR膜污染形成机理及控制

膜污染问题是影响膜生物反应器(MBR)技术推广使用的一大障碍.本文通过对MBR膜污染的形成机理及主要影响因素的分析研究,认为造成膜通透性能降低及工艺运行成本增加的主要污染因素是膜孔的堵塞和凝胶层的形成,在膜过滤过程中,采用优化选择膜组件及运行操作条件、改善污泥混合液的生化特性、确定临界污泥浓度、膜清洗等方法可减少膜孔的堵塞,抑制凝胶层的形成,有效的控制膜污染.     

不同填料对减缓MBR膜污染影响的研究

膜生物反应器(MBR)由于存在膜污染问题,使水通过膜的阻力增加,过滤性下降,导致膜通量下降或跨膜压差升高,增加运行费用,限制了其进一步推广应用.通过向MBR中投加填料可以改善膜组件性能、优化系统运行条件以及改善混合液特性,从而减缓膜污染.重点分析了颗粒填料、悬浮填料和絮凝剂的投加对膜污染减缓的影响,进一步展望了可用于改善MBR系统填料的研发价值以及该工艺在污水处理和中水回用领域的良好前景.     

好氧颗粒污泥提高MBR性能的实验研究

在MBR反应器中分别采用活性污泥和颗粒污泥,通过比较两种不同形态的污泥在相同运行条件下膜通量的变化趋势及膜污染的变化情况,研究可提高MBR性能的措施。研究结果表明:在相同的实验条件下,颗粒化污泥MBR系统内的膜通量明显高于活性污泥系统的膜通量,同活性污泥MBR系统相比,颗粒化污泥MBR系统将显著降低操作过程的能耗。同时由于颗粒化污泥MBR系统显著地降低了膜污染的可能性,因而可使MBR系统在不用清洗的条件下长时间稳定地运行。     

动态膜生物反应器处理玉米深加工废水效果研究

应用动态膜原理,以0.105 mm孔径的工业滤布和钢丝网代替固定膜组件构成一体式动态膜生物反应器(DMBR)处理玉米深加工废水。结果表明,工业滤布和钢丝网基材的膜组件动态膜完全形成后,可以将水中绝大多数悬浮物截留下来;工业滤布膜组件可以在更短时间内(30~60 min)完全生成动态膜并达到良好的过滤效果。采用大通量启动、小通量运行的恒流操作方式,出水平均浊度低于1.5 NTU,SS未检出。当水力停留时间为22 h,MLSS浓度为5 gL时,出水CODCr平均为34.5 mgL,去除率达93.1%;出水NH+4-N平均浓度为5.2 mgL,去除率达94.8%。     

奥林匹克公园网球中心污水处理工程中不同组件的膜生物反应器对比研究

奥林匹克公园网球中心污水处理工程主体处理工艺为两套膜生物反应器,两套膜生物反应器并联运行,膜组件分别采用板式膜和管式膜。对两套不同组件的膜生物反应器进行对比研究,结果表明:出水水质均较好;与板式膜膜生物反应器相比,管式膜膜生物反应器流程复杂、清洗过程繁琐、膜分离单元电费和药剂费高,但是维修更换简便。     

不同MBR反应器中硝化菌群落结构的研究

采用PCR-DGGE技术研究了正常运行工况下6个不同MBR反应器中的硝酸菌和反硝化菌的群落结构.结果表明,不同的MBR反应器好氧段中硝酸菌之间的相似性较高,相似性数值为78.7%~92.1%,但环境条件、进水水质及运行参数等因素的不同导致了不同MBR反应器硝酸菌群落的差异.MBR反应器中有5种硝酸菌和3种反硝化菌,其中优势硝酸菌种以α-变形细菌(Alpha proteobacteria)、生根瘤菌(Bradyrhizobium)、维氏硝酸菌(Nitrobacter winogradskyi)为主,反硝化菌以好氧反硝化菌-产碱杆菌属(Alcaligenes)、脱氮副球菌(Paracoccus denitrificans)、红球菌属(Rhodococcus)为主,说明反应器内同时存在好氧反硝化菌,推断MBR反应器内可能同时存在多种硝化和脱氮途径.     

脱氮硫杆菌的分离鉴定和反硝化特性研究

从土壤中分离到1株高活性自养反硝化菌TD,并对其进行了鉴定和硝酸盐还原特性研究.该菌株为革兰氏阴性短杆菌,严格自养.16S rDNA序列分析表明.该菌株与ThiobaciUus denitrificans相似性为99.85%.结合生理生化特性和16S rDNA序列分析,确定菌株TD为脱氮硫杆菌.通过对该菌的生长特性和反硝化特性的研究表明,该菌在初始pH为6.85,32.8℃培养条件下脱氮效果最佳;在初始pH为6.90,29.5℃培养条件下生长最快.该菌生长比较缓慢,没有明显的稳定期,对数生长期阶段的反硝化能力最强,反硝化速率最快,达到了2.245 mg·(L·h)-1,在培养过程中培养基pH值明显下降.较高盐度对该菌株的反硝化活性有抑制作用.该菌株的急性毒性实验结果显示,脱氮硫杆菌对健康鱼体几乎无毒,属于无毒性菌株.     

Modelling the biological performance of a side-stream membrane bioreactor using ASM1

Membrane bioreactors(MBRs) are attracting global interest but the mathematical modeling of the biological performance of MBRs remains very limited. This study focuses on the modelling of a side-stream MBR system using Activated Sludge Model No. 1 (ASM1), and comparing the results with the modelling of traditional activated sludge processes. ASM1 parameters relevant for the long-term biological behaviour in MBR systems were calibrated(i, e. YH = 0.72gCOD/gCOD, YA = 0.25gCOD/gN, bH = 0.25 d^-1, bA = 0.080 d^-1 and fp =0.06), and generally agreed with the parameters in traditional activated sludge processes, with the exception that a higher autotrophic biomass decay rate was observed in the MBR. A sensitivity analysis for steady state operation and DO dynamics suggested that the biological performance of the MBR system (the sludge concentration, effluent quality and the DO dynamics) are very sensitive to the parameters(i.e. YH, YA, bH, hA, μmaxH and μmaxA), and influent wastewater components( X1, Ss, Xs, SNH).     

处理不同废水MBR系统中微生物群落结构的比较

为了研究膜生物反应器中微生物群落结构与系统处理效能的关系.为工艺改进提供依据,从4种处理不同水质的MBR污泥中提取细菌总基因组DNA,采用PCR-DGGE和克隆测序技术对系统中的微生物群落结构进行了解析,根据序列数据进行同源性分析并建立了系统发育树.结果表明,在长期稳定运行后不同MBR中形成了各自特有的生态群落,进水水质对总细菌的群落结构有着较大的影响,处理含有较复杂成分废水的反应器中,种群多样性较高,Shannon指数分别为0.77和0.78.总细菌中,主要优势种群以Proteobacteria纲(8个OUTs)和Bacillus属(2个OUTs)为主.不同反应器中氨氧化菌群结构较为相似,存在着相同的顶级优势群落;测序结果表明MBR中存在着多种亚硝化菌属,其中以亚硝化单胞菌属最为普遍,并鉴定出2株反硝化菌属UncuItured Achromobacter sp.和Uncultured denitrifying bacterium,说明反应器中可能同时存在多种硝化和脱氮途径.     

不同污泥龄膜生物反应器内微生物的群落结构特征

为研究不同污泥龄MBR(膜生物反应器)内的微生物群落结构特征,构建了SRT(污泥龄)分别为10、20、40和80 d的4个平行的MBR,通过PCR-DGGE技术获得各MBR内微生物的DNA指纹图谱,并对条带进行切胶测序. 结果表明,SRT不影响MBR对废水的处理效果,不同SRT下MBR对NH₄+-N和COD_Cr的去除率均能达到90%以上. DGGE结果表明,在运行过程中,各MBR内的微生物群落结构均发生了明显变化,并且不同SRT的MBR内总细菌群落结构变化特征相同;SRT影响同一微生物在各MBR中的出现速率;总细菌Shannon-Wiener多样性指数和丰富度指数均随着SRT的增加而升高,SRT为80 d的MBR内Shannon-Wiener多样性指数最高. 测序结果表明,不同SRT的MBR内的优势种属不同,其中Arcobacter sp.、beta proteobacterium及Thiothrix sp.为不同SRT的MBR中共同存在的关键菌属,对MBR的运行起着重要作用.      

膜-生物反应器处理微污染水源水的运行特性

考察了悬浮生长型MBR和3种附着生长型MBR处理人工模拟微污染水源水时的运行特性.结果表明,4种MBR对氨氮的去除率均可达到85%～90%.投加块状填料和粉末活性炭(PAC)的MBR对有机污染物去除率较高;投加沸石粉的MBR和悬浮生长型MBR有机物去除效果较前两者低.当水力停留时间(HRT)为2～4h时,HRT对MBR有机物和氨氮的去除效果影响很小.PAC投加量及其饱和程度会影响PAC-MBR系统对有机物特别是UV₂₅₄的去除率.当PAC投加量提高到1000mg/L以上时,PAC饱和前UV254的去除率可较块状填料-MBR提高约25%; PAC饱和后,两系统对有机物的去除效果相差不大.对于连续运行中膜的过滤性能,投加PAC和块状填料的MBR与悬浮生长型MBR相差不大,而沸石粉-MBR最低.改变PAC投加量对PAC-MBR中膜过滤性能的影响不大.     

膜生物反应器中污染物去除途径及膜过滤性能

采用一体式悬浮生长型和附着生长型膜生物反应器(MBR)处理微污染水源水,主要考察了两种MBR对污染物的去除途径和膜过滤性能。结果表明,两种MBR对主要污染物高锰酸盐指数和NH4+-N均有良好的去处效果,去除率分别达到66%和94%以上。悬浮生长型MBR的去除效果稍强于附着MBR,因为前者的生物量要高于后者。两种MBR的生物去除和膜去除对去除效果都有重要贡献,而膜去除是获得良好的出水水质的保证。曝气量对两种MBR的污染物去除效果没有明显影响,一定范围内增大曝气量会提高生物去除的比例。悬浮生长型MBR的膜污染速率要比附着生长型快得多,但运行稳定后,两者的膜比通量大致相当。