饮用水系统生物膜形成和控制研究进展

对饮用水系统中生物膜的形成和影响生物膜形成的各种因素进行了阐述。生物膜控制技术包括降低有机物含量、物理化学方法、酶试剂控制、分散剂使用、紫外消毒等。天然水体中生物膜对剥离剂和紫外具有一定的抗剥离能力,常规手段难以有效去除饮用水系统中的生物膜,即使500mg／L的剥离剂也难以去除已经形成的生物膜。     

生物膜的研究进展

本文综述了近年来生物膜研究成果，包括生物膜的发育形成，形态结构，组成，物理－化学特性，抗性等。生物膜在污水处理方面的作用和微生物组织腐蚀性的负效应。     

强化厌氧氨氧化生物膜形成的研究进展

厌氧氨氧化是污水处理领域最具应用前景的生物脱氮工艺,其中生物膜是富集厌氧氨氧化菌的有效手段。但厌氧氨氧化生物膜的形成和厌氧氨氧化菌的富集长达数月甚至更长周期,阻碍了厌氧氨氧化技术的推广应用。总结了近年来强化厌氧氨氧化生物膜形成并富集厌氧氨氧化菌的系列方法,重点探讨了载体类型的选择、载体表面预处理方法、生物质固定技术、反应器类型、厌氧氨氧化菌活性和竞争性强化等措施对厌氧氨氧化生物膜形成及菌种富集的影响。在厘清强化策略的基础上,阐述了各方法的优劣性和潜在的应用场景,同时展望了未来厌氧氨氧化生物膜技术的研究方向,可为厌氧氨氧化工艺的优化与应用提供重要参考。     

流动系统内生物膜的形成及控制

应用辐射流动室（Ｒａｄｉｃａｌ Ｆｌｏｗ Ｃｈａｍｂｅｒ,ＲＦＣ）技术宣地研究水力剪切力对硝化细菌在聚苯乙烯（ＰＳ）载体表面固定的。发现水力剪切力直接影响硝化细菌的固定。当作用于ＰＳ表面的水力剪切力大于８．０Ｎ／ｍ＾２时,硝化细菌基本不能在ＰＳ表面险境着;水力剪切力小于８．０Ｎ／ｍ＾２时,硝化细菌的固定程度随剪切力的减小而加强,直至达到最大,实验表明辐射液动室技术为定量研究生物膜形成及控制与水力剪     

好氧锥形流化床生物膜反应器启动与生物膜形成特征研究

对好氧锥形流化床膜生物反应器（A-TFBBR）的启动特征、生物膜行为、特征和结构进行了详细的探讨,并与相近启动条件下的传统柱状流化床生物膜反应器（A-CFBBR）的启动行为进行比较.结果表明,自然培养生物种源的方法与传统的以活性污泥做种源的方法相比节省了生物驯化和淘汰的时间,在短时间内就完成了生物反应器的启动（柱状床11 d,锥形床16 d）,而一般以活性污泥为种源则大都需要100～300 d的启动时间.另外,采用这种方法在A-TFBBR反应器和A-CFBBR反应器中获得的生物膜厚度分别仅为(32±1) μm 和(24±2) μm,低于大部分报道的生物膜厚度.2个生物反应器都表现出理想的COD去除能力,其中A-TFBBR反应器对COD的去除率高达95%以上,比A-CFBBR对COD的去除率平均高出15%.     

饮用水消毒过程中卤代烃的形成和控制

研究了饮用水消毒过程中卤代烃形成的各种条件及控制技术。结果表明：加氯量多时卤代烃形成多、水温高时卤代烃生成快、加凝聚剂后因pH值下降能控制卤代烃形成、加氨氮后生成氯胺可进一步降低饮用水中的卤代烃。     

循环水养殖系统中自然微生物生物膜形成过程实验

进行了不同初始NH4-N浓度,在实验水温20～24℃条件下,利用微生态制剂辅助,循环水养殖系统中自然微生物生物膜形成过程的实验研究。结果表明:不同NH4-N浓度对自然微生物生物膜形成产生显著影响,5、10和20 mg/L高浓度NH4-N更易于微生物的扩繁生长和生物膜形成,其生物膜达到预期水质净化效果的形成周期,即生物挂膜成熟周期,约需要35～40 d。生物挂膜成功后,形成很好的硝化作用,实验生物滤池中的NH4-N、NO2-N浓度均保持低于0.05 mg/L,COD浓度低于3 mg/L,显示出对NH4-N、NO2-N和COD很高的去处效果,但对PO4-P处理效果不明显。而1和2 mg/L低浓度NH4-N不易于微生物的扩繁生长,难以形成具有较好水质净化效果的生物膜,即生物挂膜难以成功。     

饮用水氯消毒副产物控制技术研究进展

依据新颁布的《生活饮用水卫生标准》对饮用水氯消毒副产物控制技术进行了具体的论述,介绍了替代消毒剂、前体物去除和副产物去除等控制技术的应用效果和局限性,分析了安全高效的多级屏障组合消毒工艺在控制消毒副产物中的应用前景。     

饮用水消毒过程中虎代烃的形成和控制

研究了饮用水消毒过程 卤代烃形成的各种条件及控制技术，结果表明：加氯量多时卤代烃形成多、水温高时卤代烃生成快、加凝聚剂后因pH值下降能控制卤代烃形成、加氢氮后生成氯胺可进一步降低饮用水中的卤代烃。     

废水生物处理中生物膜的形成及动力学模型研究进展

综述了生物膜法处理废水中生物膜的形成及其动力学模型。概述了反应器中微生物的固定化即生物膜的形成过程;影响生物膜形成的因素,生物膜的结构及其对生物膜中生化反应和传质过程的影响;并叙述了几种典型的生物膜模型;提出生物膜法废水处理以后的研究重点。      

陶粒柱反应器生物膜特性的研究

为了对饮用水低温生物预处理技术的应用与开发提供实验依据,在利用陶粒柱连续流生物反应器,于低温（水温2～5℃）季节,对某水源水进行预处理的同时,研究与探讨了陶粒生物膜的特性。结果表明,反应器不同高度载体表面生物膜量不同;构成陶粒生物膜的微生物有细菌、丝状菌、球衣细菌、硅藻、单体钟虫以及属于后生动物的线虫等;反应器内生物陶粒的活性细菌数目（ABN）大约在10⁵～10⁸个/cm³范围内;在陶粒生物膜中分离到６种优势菌属,其中假单胞菌属（Pseudomonas）占绝对优势,它们可能是反应器在低温条件下有效去除微量有机物的主要细菌。     

生物膜系统的微生物特征和运行管理

废水的生物膜处理法，是废水好氧生物处理法中除活性污泥法之外的又一大类方法，亦称之为固着生长法，该文分析了生物膜系统中微生物的种群及其分布特征，详细探讨了生物膜系统运行过程中的一些问题及其防治方法，生物膜法与活性污泥法相比，具有运行管理较简易，方便剩余污泥量少等优点，在处理规模不大的场合颇受欢迎。     

模拟配水管网中管材和余氯对生物膜形成的影响

以环状生物膜挂片反应器(BAR)模拟实际管网,研究了有氯、无氯2种原水情况下,镀锌钢、铸铁、不锈钢、PE、UPVC5种管材上细菌的生长规律.结果表明,单位面积最大细菌数,镀锌钢>铸铁>UPVC>不锈钢>PE;在无氯原水的试验中,达到单位面积最大细菌数所需天数,镀锌钢>(铸铁、不锈钢)>UPVC,PE管上细菌没有较大增加.加氯可控制镀锌钢、PE、UPVC上细菌的生长速度,此外,3种金属管材会发生锈蚀,引起水浊度、色度上升;PE是防止微生物在管壁生长最理想的管材;不锈钢则是值得选择的金属材料.     

外加磷源对陶粒滤池生物膜特性的影响研究

以我国北方某磷含量较低的水库水源水作为生物陶粒滤池预处理原水,在其中添加微量的磷源,考察磷源对陶粒滤池生物膜的影响．试验中安装了两套相同的陶粒滤池,以便进行比较研究．原水直接进入陶粒滤池A(BF-A),原水中添加25μg/L的PO4^3--P(H3PO4)后进入陶粒滤池B(BF-B)．结果表明,对于本试验所用原水,添加磷源后,生物陶粒滤池内的生物膜发生明显的变化．BF-B中陶粒生物膜的细菌数量高出BF-A17％～27％,脂磷含量高出BF-A13％-22％,微生物耗氧速率高出BF-A35％-45％,BF-B对原水中有机物的去除效率优于BF-A。     

水环境中生物膜的研究进展

生物膜是近年来研究的一个热点领域,在水体自净和工业应用方面表现出非常重要的作用。文章介绍了国内外有关生物膜的组成、结构、形成及微生物种群分布特征等研究成果,重点探讨了水环境中生物膜对污染物的吸附和降解作用。     

膜曝气生物膜反应器数学模型的研究进展

污(废)水处理与资源化是控制水体污染、缓解水资源短缺的重要手段。高效的污水处理工艺是实现污水处理与资源化的关键。膜曝气生物膜反应器(membrane-aerated biofilm reactor, MABR)是一种集膜技术和生物膜技术于一体的新型污水处理技术,具有氧传质效率高、同步除碳脱氮等优势,因此在污(废)水处理领域得到广泛研究与应用。MABR数学模型是依托于数理逻辑方法的系统定量描述,对于深入解析MABR系统运行机理、优化工艺参数具有重要意义。通过回顾MABR数学模型的发展历程,从底层逻辑出发归纳概括了MABR数学模型涉及的主要过程(包括MABR传质过程模型和MABR反应过程模型);分析了MABR模型研究中的关键影响参数;总结了现有MABR模型研究中存在的问题,并对今后MABR数学模型的研究方向进行了展望。     

聚苯乙烯微塑料对铜绿假单胞菌生物膜形成和结构变化的影响

微塑料在水环境中的污染情况日益严重,对水生生物的生长发育造成严重影响,而目前有关微塑料对生物膜形成影响机制的研究十分有限.为探究聚苯乙烯微塑料（PS-MPs）对铜绿假单胞菌生物膜形成发育的影响,选用不同浓度和粒径PS-MPs进行暴露试验,研究其对生物膜内生物量、氧化应激水平、生物膜结构和群体感应系统的影响.结果表明,PS-MPs诱导严重氧化应激反应并抑制生物膜形成和发育,粒径越小,产生的抑制作用越强烈,抑制效果表现为0.1 μm>0.5 μm≈1 μm>5 μm.PS-MPs通过与细胞接触造成严重物理损伤,形成的生物膜厚度显著减小且结构稳定性遭到破坏,膜内细菌通过分泌胞外聚合物来抵御PS-MPs的胁迫作用.PS-MPs进一步通过干扰铜绿假单胞菌群体感应系统,下调关键基因lasI、lasR、rhlI和rhlR的表达水平,抑制信号分子和相关毒力因子的合成与分泌,降低细菌对毒性作用的防御功能,最终影响生物膜形成和结构稳定性.     

膜曝气生物膜反应器生物脱氮研究进展

膜曝气生物膜反应器(MABR)是一种新型生物污水处理技术,具有氧传质效率高、底物氧气异向传质等特点,在污水高效脱氮、节能降耗、污泥减量化等方面优势明显,近年备受关注.近20多年的研究中,系列研究工作对影响MABR运行效果的气体传质、物质传递及微生物群落结构等因素进行了深入探索,在工艺控制与优化、反应器设计与改进、脱氮工...     

pH对以PBS为反硝化碳源和生物膜载体去除饮用水源水中硝酸盐的影响

PBS为一种新型可生物降解多聚物(BDPs),可以作为生物膜载体和碳源去除饮用水中的硝酸盐,对该工艺中pH的影响进行了研究.结果表明:PBS颗粒表面可以形成致密的生物膜,对膜内的反硝化菌形成良好的保护作用.PBS反硝化系统承受pH冲击负荷的能力优于传统填料为载体的反硝化系统,当进水pH介于5.0～9.0之间时,反硝化过程中溶液的pH趋向中性,硝态氮的去除速率为0.60～0.63 mg/(g·d),最高达到0.70 mg/(g·d)(pH 7.5～8.0).当溶液中pH在6～8之间时,出水亚硝酸盐不稳定;pH<6时,出水中亚硝酸盐浓度高达0.7 mg/L;pH>8时出水中的亚硝酸盐浓度低于0.1 mg/L.