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.     

石化综合污水处理厂出水溶解性微生物产物的特性

溶解性微生物产物(soluble microbial products,SMP)是生化系统出水残留COD的主要组成部分,通过采用分子量截留超滤分离、有机物树脂分离等方法对某石化综合污水处理厂出水SMP的分子量分布、亲水特性进行了分析研究.结果表明,水样中的SMP占出水残留COD的85%左右。SMP中主要成分是蛋白质,出水中小于1 kDa的有机物是SMP中的主要物质。树脂分离实验表明,亲水性有机物和疏水酸性有机物分别约占出水SMP的50%和20%,是需要进一步处理削减的主要物质类别。     

利用数学模拟方法分析硝化MBR系统中SMP转换过程

为深入了解膜生物反应器（MBR）中微生物代谢产物（SMP）的生成降解以及利用情况,研究了以NH4Cl为惟一能源物质的硝化MBR反应器中SMP浓度以及分子量（MW）变化情况,并运用活性污泥模型3（ASM3）准确地计算出微生物利用底物相关的溶解性产物（UAP）和微生物死亡相关的溶解性产物（BAP）的量分别是多少,最终证明硝化系统中产生的SMP可作为能源物质被异养菌进一步利用,而且相较于BAP而言UAP更易于被生物降解,得出结论BAP是SMP中的主要污染成分。     

利用数学模拟方法分析硝化MBR系统中SMP转换过程

为深入了解膜生物反应器(MBR)中微生物代谢产物(SMP)的生成降解以及利用情况,研究了以NH4Cl为惟一能源物质的硝化MBR反应器中SMP浓度以及分子量(MW)变化情况,并运用活性污泥模型3(ASM3)准确地计算出微生物利用底物相关的溶解性产物(UAP)和微生物死亡相关的溶解性产物(BAP)的量分别是多少,最终证明硝化系统中产生的SMP可作为能源物质被异养菌进一步利用,而且相较于BAP而言UAP更易于被生物降解,得出结论 BAP是SMP中的主要污染成分。     

膜-生物反应器中溶解性微生物产物的研究进展

本文就膜 -生物反应器中溶解性微生物产物的生成特性及其影响的研究进展进行了总结。在膜 -生物反应器中 ,膜的高效固液分离作用在提高系统容积负荷和出水水质的同时 ,也使生物反应器成为一个相对封闭的系统。以腐殖质、多糖、蛋白质等物质为主要成分的溶解性微生物产物是生物处理出水中溶解性TOC或COD的主要组成部分 ,主要产生于微生物的基质分解过程和内源呼吸过程 ,其高分子物质的含量较多且可生物降解性较差 ,因此 ,在膜 -生物反应器中会出现积累。溶解性微生物产物的过高积累不仅有可能降低膜过滤出水的水质稳定性 ,而且有可能影响污泥活性 ,并引起膜污染。进水浓度和污泥浓度是影响溶解性微生物产物产生量的重要因素。目前有关膜 -生物反应器中溶解性微生物产物的研究还很不完善 ,有很多问题需进一步研究     

膜—生物反应器中溶解性微生物产物的研究进展

本文就膜－生物反应器中溶解性微生物产物的生成特性及其影响的研究进展进行了总结。在膜－生物反应器中，膜的高效固液分离作用在提高系统容积负荷和出水水的同时，也使生物反应器成为一个相对封闭的系统，以腐殖质，多糖，蛋白质等物质为主要成分的溶解性微生物产物是上物处理出水中溶解性TOC或COD的主要组成部分，主要产生于微生物的基质分解过程和内源呼吸过程，其高分子物质的含量较多且可生物降解性较差，因此，在膜－生物反应器中会出现积累，溶解性微生物产物的过高积累不仅有可能降低膜过滤出水的水质稳定性，而且有可能影响污染活性，并引起膜污染。进水溶液和污染度是影响溶解性微生物产物产生量的重要因素。目前有关膜－生物反应器溶解性微生物产物的研究还很不完善，有很多问题需进一步研究。     

盐度对膜生物反应器处理含盐废水影响的研究进展

总结了国内外采用膜生物反应器( MBR)处理含盐废水的研究进展,分析了盐度对有机物去除的影响、对脱氮效果的影响、对总磷去除的影响以及对微生物活性和膜污染的影响.指出当前MBR处理高盐度废水的研究热点主要是如何降低对各类功能微生物活性的抑制作用,以及降低溶解性微生物产物、胞外聚合物的释放量,从而减轻膜污染,但目前大多数的研究仍处在实验配水阶段.最后还对今后的研究方向进行了展望.     

混凝和活性炭吸附深度处理制药废水中有机物去除特征

研究了混凝、活性炭吸附及其组合工艺对内蒙古某制药废水二级生化出水中有机物的去除效率,同时采用荧光光谱和凝胶色谱分析了不同技术对废水中有机物的影响。研究显示,污水中主要的有机物为微生物代谢产物、腐殖酸和富里酸,分子量在800~1 250。混凝与吸附对污水中的有机物表现出不同的去除特征,混凝无法有效去除溶解性有机物,而活性炭吸附对3种物质的去除率均达到90%以上。采用混凝和吸附组合处理后,总COD去除率达到76%,满足污水综合排放标准。     

不同泥龄MBR中溶解性微生物代谢产物对膜污染的影响

通过4套平行运行的小试膜生物反应器(membrane bioreactor,MBR)研究了不同泥龄下溶解性微生物代谢产物(soluble microbial products,SMP)对膜污染的影响.以多糖、蛋白质表征SMP的含量,并通过三维荧光光谱(EEM)、分子量分布(MW)、红外光谱(FTIR)及扫面电镜-能谱分析(SEM-EDX)技术分析了不同泥龄下SMP的变化.结果表明,各泥龄MBR对氨氮和COD均有较好的去除效果,但SMP的含量以及膜污染程度均随着泥龄的升高而降低.泥龄越低,膜阻力越大,小分子量物质(＜1 000)积累程度越大,低泥龄MBR中蛋白质以及腐殖酸类物质含量较高;扫描电镜-能谱分析(SEM-DEX)结果表明,金属元素更容易在低泥龄MBR中的膜表面堆积.     

制革废水处理过程中微生物代谢产物特征及铬分布的解析

制革废水生化处理后的出水仍残留低浓度的铬,为揭示微量铬在活性污泥胞外聚合物(EPS)中的分布及胞外聚合物在生物处理过程中的转化,通过改良热提取法提取生物处理过程中EPS和SMP,测定各组分中多糖、蛋白质、总铬等含量,分析制革废水生物处理中EPS组分的特征、金属铬的分布和EPS各组分含量。结果表明:一级生物处理中EPS的蛋白质和多糖含量均逐渐降低,二级生物处理中EPS含量增加,活性污泥SMP与邻近沉淀池出水组分及溶解性有机物含量具有较强的相似性;铬在不同来源污泥EPS中的分布存在差异,污泥表面吸附及EPS对铬的络合富集、EPS的水解及代谢组分外排的行为均影响铬的迁移;通常,水体中铬首先被S-EPS吸收,经LB-EPS运输渗透至TB-EPS中储存。根据Pearson分析结果,总铬的分布与胞外聚合物中PS/PN及PS含量呈显著正相关(P0.01)。以上研究结果可为制革废水铬排放总量控制和深度处理提供参考。     

水力停留时间对MBR中溶解性微生物产物生成的影响

考察水力停留时间(HRT)对MBR中膜污染的主要污染物——溶解性微生物产物(SMP)生成的影响。结果表明,在装置稳定运行期间,MBR中SMP随运行时间出现累积。与HRT为8 h相比,HRT为12 h时,SMP在MBR中平均累积量要少10.1%,SMP中多糖含量平均高7 mg/L左右,而蛋白质含量平均低45.6%。SMP的平均粒径随装置运行呈下降趋势,并且HRT较短有利于粒径较小的SMP生成,从而堵塞膜孔;HRT较长有利于粒径较大的SMP生成,从而形成凝胶层,两种情况导致膜污染的机制不同。     

Influence of soluble microbial products (SMP) on wastewater disinfection byproducts: trihalomethanes and haloacetic acid species from the chlorination of SMP

Introduction  

Effluent organic matter from biological wastewater treatment plants is composed of degradation products and soluble microbial products (SMP). Protein, polysaccharide, humic acid, and DNA were major biomolecules of SMP. Little is known about the effects of SMP as microbially derived precursors on disinfection byproduct formation and speciation in biologically treated wastewater. In addition, there has never been any attempt to directly chlorinate the major biomolecules of SMP.     

膜生物反应器污泥内源消化及SMP变化

膜生物反应器（MBR）中高污泥浓度和低F/M会导致部分微生物长期处于贫营养状态下,因此采用污泥内源消化试验模拟MBR中实际存在的贫营养现象。比较了好氧消化（AD）和好氧/缺氧消化（A/A/D）2种模式对于A²O+MBR工艺剩余污泥的内源消化效果及SMP的变化。研究结果表明,常温条件下A/A/D 20 d MLVSS的去除率可达到50%,AD为42%,缺氧段的引入促进了有机物和营养物质等的释放和去除,SMP浓度均呈现出显著降低而后缓慢增长并趋于稳定的趋势。EEM光谱分析表明,SMP中不同的荧光物质在内源消化过程中呈现出不同的变化规律。GPC分析认为,内源消化过程中SMP的分子量范围逐渐扩大,小分子量有机物呈增长趋势,A/A/D对SMP的降解比AD更为有效。     

The effect of organic and hydraulic shock loads on the production of soluble microbial products in anaerobic digesters.

Anaerobic chemostats were used to investigate the effects of organic and hydraulic shock loads on the production of soluble microbial products (SMP). Production of SMP was found to increase during glucose spikes, reaching up 15% of the influent chemical oxygen demand. These SMP appear to be utilization-associated products produced as a result of the temporarily high organic load, and chemical analysis and ultrafiltration experiments revealed that most of these compounds are difficult to identify and that the majority of them are present in the low molecular weight (MW) range. Production of SMP also increased when the hydraulic retention time was reduced from 15 to 3 days, and an increase in DNA concentration in the bulk solution suggested enhanced cell lysis. Although the cause of lysis was not clear, it is believed that most of the SMP produced under such conditions were biomass-associated products following cell death. While the majority of these compounds lay in the low MW range, as much as 35% were found to have MWs greater than 1 kDa. During the period when the anaerobic chemostat was fed no alkalinity and the pH remained lower than 6.5 for more than a week, a slightly higher production of SMP and a shift in the MW distribution towards the production of higher MW SMP was observed.     

错流式动态膜-生物反应器中污泥活性的研究

应用错流式动态膜-生物反应器(CDMBR)对己内酰胺废水进行了180 d的实验,实验过程中测定反应器的膜出水和上清液的水质,并对污泥进行了耗氧呼吸速率测定.结果表明,上清液COD一直保持在100mg/L以下,而膜出水的则保持在50 mg/L以下,膜对上清液的COD去除率达50%,而对氮的去除没有贡献.可溶性细胞产物(SMP)在反应器内容易积累,停留足够的时间后能被生物降解.通过投加抑制剂测定耗氧呼吸速率,发现异养菌、硝化细菌和亚硝化细菌的活性由于F/M的降低和SMP积累受到一定的抑制,但不影响系统的处理效率.跨膜压力、膜面流速越大,通量衰减得也就越快.     

Interference by the activated sludge matrix on the analysis of soluble microbial products in wastewater

The objective of this study was to demonstrate the effects of complex matrix effects caused by chemical materials on the analysis of key soluble microbial products (SMP) including proteins, humics, carbohydrates, and polysaccharides in activated sludge samples. Emphasis was placed on comparison of the commonly used standard curve technique with standard addition (SA), a technique that differs in that the analytical responses are measured for sample solutions spiked with known quantities of analytes. The results showed that using SA provided a great improvement in compensating for SMP recovery and thus improving measurement accuracy by correcting for matrix effects. Analyte recovery was found to be highly dependent on sample dilution, and changed due to extraction techniques, storage conditions and sample composition. Storage of sample extracts by freezing changed SMP concentrations dramatically, as did storage at 4 °C for as little as 1 d.