膜生物反应器在水处理中的研究及应用

膜生物反应器（MBR）是通过膜强化生化反应的水处理新技术。本文对MBR的特点、应用类型、水处理机理进行了阐述;综述了该技术在国内外的研究进展以及应用现状;并对MBR存在的问题与应用前景作了讨论,MBR有望在新世纪成为传统水处理方法的一种替代工艺。     

膜生物反应器中的膜污染及其防治

膜生物反应器（Membrane Bioreactor，MBR）是极具前景的新型水处理技术之一，膜污染问题是限制其推广应用的主要障碍。综述了多篇报道并通过对膜污染的成因及机理的分析，指出膜污染防治中需要重点解决的问题，并探讨了膜污染防治技术中需要进一步研究的方向。     

网络版摘要

一体式膜生物反应器处理校园生活污水的中试研究张少磊1李黎1陈文清1,2(1.四川大学建筑与环境学院,四川成都610065;2.日立环境应用技术研究中心,四川成都610065)采用一体式膜生物反应器(MBR)进行校园生活污水的中试研究,同时在后期试验中为了保持MBR中较高的污泥浓度(MLSS),在调节池中加入葡萄糖(工业级),使MBR进水COD逐步增加,最高达到1160 mg/L。     

MBR技术在废水处理中的研究现状及其展望

膜生物反应器(MBR)是将生物处理与膜分离技术相结合而成的一种新型、高效的废水处理工艺,因此对MBR的工艺组成、特征、存在的问题、发展进程及应用现状进行了阐述,并就其应用前景进行了分析评价.     

机械清洗法对MBR膜泥饼层的影响

膜污染是制约MBR发展的瓶颈。考察投加ABS颗粒对MBR膜组件上膜泥饼层的影响,并设对照实验。结果表明,对照MBR膜通量下降速度快,膜污染严重,膜表面上累积厚厚的泥饼层,而在ABS MBR中膜通量下降速度则缓慢的多,且膜上泥饼层积累量则明显少于对照MBR;曝气量越大,颗粒运行的速度也越快,泥饼层被撞落量也越多;颗粒以碰撞角度为45°冲刷膜的情况下,泥饼层掉落效果明显增加;泥饼层包裹的膜丝根数越多,泥饼层的静摩擦力和保持泥饼层不被破坏的力也越大,泥饼层就越难被冲刷掉。SEM照片显示,ABS MBR的膜孔堵塞要严重于对照MBR,表面的褶皱要较对照MBR多。     

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.     

基于CFD的超薄平板膜MBR流态模拟及优化分析

随着MBR的广泛应用,为控制膜污染导致高运行成本问题,优化新型平板膜MBR的曝气条件成为目前的一个研究热点.本研究通过使用CFD Fluent软件,结合多相流模型和湍流模型进行超薄平板膜MBR的高质量流态模拟,量化膜面剪切力,并从流场及膜污染角度分别对3种气水比(10∶1、15∶1和20∶1)工况下的MBR进行了优化分...     

复合式MBR处理印染废水

采用复合式膜生物反应器(MBR)对印染废水进行处理研究,系统在不同的停留时间下,各运行了一段时间,试验结果表明,复合式MBR与水解酸化预处理联用工艺处理印染废水,出水水质良好,而且比较稳定.系统出水COD、氨氮、色度较低,无SS.该工艺的特点是在MBR中加装了填料,既保证了微生物对有机物的去除效率,又大大降低了混合液中进入膜分离的悬浮物,有效控制了膜污染.     

膜生物反应器污水处理数学模型研究及其应用现状

膜生物反应器(MBR)具有与传统工艺无法比拟的优势而成为污水处理中很有前景的工艺。由于MBR工艺本身固有的复杂性和不确定性,发展一种能够为该工艺提供整体性理解的模型是相当必要的。模型的建立可为MBR污水处理的优化设计和运行控制提供理论依据。给出了3类用于模拟MBR工艺的模型:生物动力学模型、膜污染模型和对MBR完整描述的综合模型。在此基础上,阐述了每个模型各自的机制和功能,分析讨论了模型研究与应用中存在的问题,并提出了MBR相关模型的发展前景。     

吸附-预沉淀MBR工艺处理生活污水及膜污染控制效果

膜污染是限制膜生物反应器（MBR）广泛应用的主要因素之一。针对MBR处理生活污水过程中存在的硝化效果不稳定与膜污染问题,提出了一种新型的MBR系统：通过吸附-预沉淀实现进水中碳氮的分离和单独处理,不仅提高了污染物去除效果,且能够有效控制膜污染。研究结果表明,吸附-预沉淀可以去除进水中约89.7%的有机物,系统出水COD、NH₄⁺-N平均浓度为24 mg/L、0.78 mg/L,去除率分别为95.9%和98.1%。MBR中碳氮比的降低和硝化细菌比例的增加大大降低了MBR内MLSS、EPS和SMP含量,平均浓度分别为5 185 mg/L、41 mg/g MLSS和2.62 mg/g MLSS。在膜通量为4 L/（m²·h）条件下,TMP可稳定保持在20 kPa左右。通过吸附-预沉淀过程可有效控制MBR中的膜污染。     

MBR在橡胶废水处理中的应用

橡胶废水具有含盐量高、色度高、有机污染成分含量高且难于生化降解等特点。膜生物反应器(MBR)技术的核心是生化处理加微滤膜过滤,通过将MBR技术应用于橡胶废水处理的实践表明,该技术对COD、氨氮、磷酸盐的平均去除率都达到了85%以上,再辅之以药剂处理后,降低了色度和难降解有机物含量,出水水质完全符合排放标准的要求,是一种解决橡胶污水处理难题的有效途径。     

纳米材料对膜生物反应器影响的试验研究

通过向一体式膜生物反应器中投加纳米材料来改变料液性质,预防膜污染和提高膜生物反应器对污染物的去除效率,并利用扫描电镜分析中空纤维膜的表观结构的变化情况,通过红外光谱分析活性污泥性质的变化,以探讨防治膜污染的机理。试验结果表明,纳米材料的投加对COD和NH₃-N的去除无明显影响,提高了TP的去除率,TP去除率达70%。而且投加纳米材料可改变活性污泥的性质和生物膜的表观结构,减缓膜污染。     

好氧MBR处理垃圾渗滤液中膜面优势污染物及污染阻力

将好氧MBR处理垃圾渗滤液装置中的污泥混合液进行合理分离,通过死端过滤实验和膜污染阻力测定实验,以确定MBR中造成膜污染的优势污染物和优势污染阻力。实验结果表明,上清液中的胶体物质和大分子粘性有机物是造成膜污染的优势污染物;膜污染阻力主要由凝胶极化阻力和外部污染阻力构成,二者之和占总污染阻力的95%以上。     

膜-生物反应器混合液性质对膜污染影响的研究进展

膜-生物反应器作为一种新型的污水处理和回用技术,近年来在基础研究和实际应用领域都得到广泛关注,但是影响其长期稳定运行的膜污染问题却一直没有得到深入研究和解决.混合液特性是影响膜污染控制的重要因素,从混合液理化性质(组成、功能、结构和环境因素)和生物学性质(微生物群落结构、微生物功能特征)2个方面进行介绍,综述了目前关于混合液性质与膜污染关系的研究现状.目前的研究虽然取得一定进展,但在相关性分析、群落特征与膜污染关系、污染层形成机理等方面仍存在许多不足.     

Comparison of sludge characteristics and PCR-DGGE based microbial diversity of nanofiltration and microfiltration membrane bioreactors

The objective of this study was to compare the sludge characteristics and microbial community diversity between the submerged nanofiltration membrane bioreactor (NF MBR) and microfiltration membrane bioreactor (MF MBR) treating the same municipal wastewater. The influence of a higher concentration of organic matter and salt was investigated. The results of water qualities showed that the dissolved organic carbon (DOC), total phosphorus (T-P) and salt concentrations of the supernatant in the NF MBR were three, four and two times as high as those in the MF MBR, respectively. The specific oxygen uptake rate of the NF MBR (2.9+/-0.4 mg O(2)g(-1)MLSSh(-1)) was lower than that of the MF MBR (4.3+/-1.1 mg O(2)g(-1)MLSS h(-1)). Result of extractable extracellular polymeric substances showed that the NF MBR sludge had more protein and less polysaccharide compared to the MF MBR sludge, whereas specific amount of total organic carbon were the same in both MBRs. The median floc diameters of the NF MBR and the MF MBR were 72+/-12 microm and 59+/-12 microm, respectively, which could be attributable to the different polysaccharide concentrations between both MBR mixed liquor. A higher concentration of materials (DOC, T-P and salt) in the bioreactor, determined by the high rejection rate of the NF membrane, did not significantly affect the microbial diversity under similar operation conditions.     

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.     

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％。     

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。     

一体式膜-生物活性炭法处理高盐度有机废水

通过在膜－生物反应器内投加粉末活性炭处理Cl^-含量高达12300mg/L的难降解高盐度有机废水,能够有效地形成生物炭活性污泥,提高处理效果,使CODCr和BOD5的去除率分别达到96．48％和97．10％,出水水质达到GB8978－1996污水综合排放一级标准。为处理高盐度有机废水提供了一种新方法。     

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%。