生物膜废水处理系统的数学模型及机理探讨

综合考虑影响生物膜形成和稳定的多种因素,提出一个考虑悬浮微生物存在的生物膜废水处理系统的数学模型.通过理论分析和数值计算详尽地讨论了稀释速率、脱落速率、进水浓度、初始接种污泥浓度等因素对生物膜形成和稳定的影响.在此基础上,定性地分析了有关生物膜反应器的工程实际问题,进而对工程改进措施提出了一些重要建议,加深了对生物膜废水处理系统的物理机理方面的认识.     

生物接触氧化工艺用填料的生物膜特性

为阐明不同类型填料对生物膜的影响,选取弹性立体填料、组合式填料、多面空心球作为接触氧化池的填料,通过考察挥发性生物膜量、生物膜耗氧率、生物膜多聚糖等指标,研究填料的挂膜效果与生物膜特性.结果表明：弹性立体填料挂膜速度较慢,约为8天左右,组合式填料与多面空心球挂膜速度相当;组合填料上的生物膜对于底物有较高去除率,约为90%,生物膜量高;多面空心球受气水作用能够悬浮转动,因而具有较强的布水、布气功能,生物膜活性较高,但生物膜容易脱落导致系统受负荷冲击时生物量流失而处理效果变差;弹性填料具有处理效果稳定,受环境变化影响较小,且便于反冲洗,因此其综合性能较好.     

有机废气的生物膜净化过程

低浓度有机废气的生物膜净化过程主要通过把废气从气相转移到液相或固相表面的液膜中,然后利用微生物降解液相或固相表面液膜中的污染物.自养菌和异养菌组成的复合菌在填料塔上的挂膜过程经历吸附、菌体增殖、生物膜初步形成、生物膜成熟四个阶段,最终开始发挥作用.     

生物接触氧化工艺用填料的生物膜特性

为阐明不同类型填料对生物膜的影响,选取弹性立体填料、组合式填料、多面空心球作为接触氧化池的填料,通过考察挥发性生物膜量、生物膜耗氧率、生物膜多聚糖等指标,研究填料的挂膜效果与生物膜特性.结果表明:弹性立体填料挂膜速度较慢,约为8天左右,组合式填料与多面空心球挂膜速度相当;组合填料上的生物膜对于底物有较高去除率,约为90%,生物膜量高;多面空心球受气水作用能够悬浮转动,因而具有较强的布水、布气功能,生物膜活性较高,但生物膜容易脱落导致系统受负荷冲击时生物量流失而处理效果变差;弹性填料具有处理效果稳定,受环境变化影响较小,且便于反冲洗,因此其综合性能较好.     

悬浮式生物膜法处理河涌水挂膜实验

在调查、分析河涌水污染特征的基础上,进行了悬浮式生物膜法处理模拟河涌水的挂膜实验研究.研究结果表明:采用循环挂膜法,在以自然复氧为主,辅以回流曝气条件下,适宜的挂膜条件为温度22～30℃,pH控制在6.0～7.5,溶解氧为1.8～2.5 mg/L.经挂膜4～6 d后,平均出水CODCr、NH3-N和TP的去除率分别为51%、27%和43%.挂膜成熟后,沿程测得单位表面积填料的微生物变化范围在3.01～5.37 mg/cm2之间.在挂膜初期宜采用较大流量9～15 L/min,以提高复氧能力,生物膜成熟以后应降低流量至6 L/min左右.     

移动床生物膜反应器及应用研究

介绍了MBBR的工艺原理和特点,综述了该工艺在污水处理及脱氮除磷方面的最新应用研究,并指出了它的发展趋势和应用方向。     

硅藻土改性载体加速移动床生物膜反应器启动研究

聚乙烯(polyethylene,简称PE)载体存在挂膜速度慢、附着生物膜活性低以及水处理效果差等缺点.通过添加硅藻土改善PE载体的亲水性,改性后载体的接触角由94.3°降低至77.8°.在移动床生物膜反应器(moving bed biofilm reactor,简称MBBR)工艺挂膜启动过程中,相同条件下,相比于PE载体,硅藻土改性载体表面附着的生物膜具有较高的蛋白质和多糖含量,表明附着在硅藻土改性载体上的生物膜生物活性较高.生物膜生长稳定后,反应器R1(填充硅藻土改性载体)内总生物量比反应器R2(填充PE载体)内总生物量高35.6%,硅藻土改性载体表面附着的生物膜量比PE载体的高62.3%.相应的,挂膜启动过程中,反应器R1的COD和氨氮去除率也高于反应器R2.上述硅藻土改性载体在挂膜性能和水处理性能方面的优势,缩短了反应器R1的启动时间.     

蜂窝状微生物膜降解氨氮

实验利用新型悬浮载体对氨氮降解进行了研究.在悬浮载体上形成了蜂窝状的微生物薄膜结构,增加了微生物附着的比表面积,薄膜的形成有利于氧气的扩散和基质的转移,为硝化菌提供了有利的生存环境.实验在pH值为7.8～8.2,温度为24～29℃的条件下,当进水的氨氮质量浓度为40～78mg·L-1时,经过3h的反应周期后,氨氮质量浓度下降到2mg·L-1以下,COD从300mg·L-1降低到50mg·L-1以下;在反应周期为4h时,氨氮质量浓度从80～130mg·L-1下降到3.5mg·L-1以下,COD从350mg·L-1降低到46mg·L-1以下.结果表明,该悬浮载体上形成的生物膜结构有利于氨氮降解,反应器内实现了较好的COD和氨氮去除.     

内循环三相流化床的生物膜的培养

研究了内循环三相流化床在两种不同进水方式情况下生物膜培养情况. 研究表明:间歇进水时生成的生物膜能达到200～250?m左右,连续进水时生物膜厚度能达到100?m;前者较为圆滑紧密,而后者的活性较高;较低的启动容积负荷有利于启动挂膜;挂膜完成后进水的容积负荷不能过低,否则容易因污泥负荷低而引起丝状菌膨胀. 通过间歇式进水培养的活性污泥达到了生物量9.65g·L-1(其中附着生物膜占92.7%),而连续式进水负荷COD可以达到11.45kg·m-3·d-1, 此时COD去除率达到80%.     

生物膜法在医药废水处理中的应用

以实际生产废水为例,采用生物膜法进行处理。结果表明,该工艺处理方法污泥产生量较少,处理效率高,BOD5,CODcr的去除率达到合格标准,出水可满足生活用水标准,符合回用要求。     

炼油废水处理中生物膜活性的研究

以新型高效填料固定微生物 ,用生物接触氧化法处理难降解的炼油废水。通过观察废水中NH 4- N的去除情况 ,发现废水中存在一些物质抑制硝化细菌的活性。实验还发现在 COD≥ 50 0mg/ L的废水中 ,生物膜内异养细菌并不影响硝化细菌的代谢。最后用生物接触氧化工艺高效且稳定地同时把废水中 COD和 NH 4- N去除了 ,负荷较现场分别提高 2倍和 15倍以上     

生物膜增长动力学模型

生物膜是由降解底物的活性物质与非活性物质所组成.基于这种观点，提出了系统描述生物膜中活性生物量（Ma）与非活性物质量（Mi）增长的生物数学模型体系.从理论上阐明了活性生物量与非活性物质量间动态的相互作用，并论证了生物膜反应器在运行中存在最大活性生物量（Ma）max，且在反应器达到最大活性生物量（Ma）max以后，非活性物质量的积累导致生物膜的继续增长，但不能改善生物膜反应器的出水物质.     

含有修饰SpA的重组生物膜的表征

通过ＬＢ膜技术将硬脂酸酯修饰的ＳｐＡ嵌入到气液界面的磷脂膜中，并沉积于疏水石英表面形成重组双层生物膜。此重组膜可作为免疫球蛋白的能诱导膜。结果表明，修饰ＳｐＡ表面硬脂酸数目的多少是影响该蛋白构象变化的主要原因。当共嵌入到磷脂单分子膜中时，膜中蛋白质密度增加，且呈现良好的成膜特性，重组膜中ＳｐＡ的活性下降与理解旨酸的修饰及ＳｐＡ在膜中嵌入作用有关。本文还讨论了膜中结合ＩｇＧ的状态。     

Langmuir-Blodgett膜技术在生物膜模拟方面的应用

Langmuir—Blodgett(LB)膜是一种分子有序排列的超薄膜，这种膜技术是物理、电子学、化学、生物学等多种学科相互交叉渗透的新的研究领域，为近年来国内外研究的热点之一。对LB膜在生物膜、生物矿化的化学模拟等方面进行了综述。     

给水系统中生物膜的特征及形成原因

介绍了给水系统中生物膜的特征,分析了饮用水给水系统中影响生物膜形成的因素,包括消毒剂及其在系统中残留的浓度、微生物的抗药性、饮用水中含可还原性化合物的种类和浓度、管道材料以及水温等。     

生物膜和生物膜形成菌的研究

细菌生物膜是一个复杂的微生物群落,生物膜巾除了水和细菌以外,还含有细菌分泌的胞外聚合物、吸附的营养物质、代谢产物及DNA等细菌裂解产物.介绍细菌生物膜的形成过程,并综述了近年来医学领域以几种成膜力强的条件致病菌为研究对象,从基因水平上证实了细菌细胞表面结构鞭毛、纤毛、胞外聚合物和群体感应信号分子等细胞因子对生物膜形成的影响.     

光照波长影响光合细菌生物膜生长特性实验

在平板式生物膜反应器内,研究波长范围为420~590 nm的3种不同单色光源对高效光合产氢细菌生物膜生长特性的影响进行实验,讨论了不同光照波长对沼泽红假单胞菌生物膜表面覆盖率、膜厚、干重和密度的影响。实验结果表明,不同的光照波长对生物膜生长速率及结构具有重要影响,在相同的时间间隔内,生物膜表面覆盖率随着光照波长的增加而增加,而光照波长对生物膜干重影响很小,在实验运行4 d后,生物膜厚度随着波长的增加而减小;光照波长越长,生物膜密度越高,这是由于较短的光照波长抑制了细菌的分裂及胞外高聚物的生成。     

营养缓释型生物填料的制备及在废水处理中的应用

 针对有毒抗（难）降解芳香族污染物生物处理时挂膜启动慢、降解速率低的缺陷,在新研制的营养缓释型填料中,添加该类污染物降解时微生物共代谢所需的一级基质,并加入活性炭、蔗渣作为控释剂形成营养缓释型改性填料,研究了所得改性填料的表面结构、营养缓释性能、挂膜及降解性能。结果表明,改性聚乙烯填料表面粗糙多孔,具有良好的营养缓释性能;同时,其微生物挂膜速率明显加快,挂膜所需时间缩短了3 d;在初始浓度为127mg/L的苯酚降解实验中,苯酚降解速率明显快于传统聚乙烯填料,在降解后的第8小时,改性填料苯酚去除率高达91.7%,比传统聚乙烯填料提高37.7%,脱氢酶活性更是普通填料的2倍以上。     

给水系统生物膜对公众健康的影响

分析了饮用水中微生物的类型,给出了饮用水中微生物的控制策略,重点阐述了给水系统生物膜对公众健康的影响,并提出了控制生物膜形成的有效方法。     

移动床生物膜反应器处理低浓度污水的性能

研究了MBBR（移动床生物膜反应器）处理低浓度生活污水时启动和运行的性能和特点，通过微镜和扫描电镜观察了反应器中的微生物构成和形态，并且考察了悬浮污泥与填料生物膜之间的关系。试验中用填料充填比为25％的MBBR处理COD质量浓度在100mg/L左右的生活污水，水力停留时间1.9h，COD去除率可以达到85％，出水BOD5质量浓度一般都小于5mg/L。