膜生物流化床的膜污染控制特性

通过传统膜生物反应器(MBR)和膜生物流化床(MBFB)的对比试验,研究了2个系统的膜过滤特性.并从生物质量浓度及结构、胞外聚合物(EPS)的含量与组成、以及污泥沉降性能3个方面分析了MBFB中混合液性质的改变对膜污染控制的影响.结果表明:MBFB具有更优越的抗膜污染性能,平均膜污染速率仅为MBR的38.8%;MBFB中微生物以附着生物膜为主,悬浮污泥质量浓度(MLSS)仅为总生物质量浓度的41%,减轻了悬浮污泥在膜面的沉积和游离细菌对膜孔的堵塞;MBFB混合液中EPS的含量及蛋白质、可溶性EPS(SEPS)所占比例较之MBR明显降低,且EPS不易黏附在膜面形成污染;MBFB和MBR长期运行的污泥容积指数SVI值分别在80和180 mL/g左右,较低的SVI值使MBFB的跨膜压力(TMP)上升速率得到良好控制,延长了膜过滤周期.     

PCR-DGGE方法解析电凝聚膜生物反应器中微生物群落结构

在浸没式膜生物反应器(SMBR)膜组件两侧设置以铁为牺牲阳极的电凝聚极板,构建电凝聚膜生物反应器(ECMBR)处理活性艳蓝X-BR模拟印染废水,与传统SMBR相比,ECMBR中活性污泥对COD,NH+4—N,TN,TP和染料的去除率分别提高了27%,38%,47%,392%和286%.应用PCR-DGGE方法,对普通SMBR和ECMBR中的微生物群落结构的变化进行分析.结果表明,运行期ECMBR中污泥的多样性Shannon指数为29,略高于同期的SMBR,两个反应器中的微生物群落结构变化很小,相似性维持在97%以上,在膜生物反应器中采用电凝聚强化微生物多样性是可行的.     

PAC-MBR组合工艺处理城市污水厂出水的研究

采用平板式膜生物反应器(MBR)工艺处理城市污水处理厂的出水,考察投加粉末活性炭(PAC)对处理效果、膜污染和污泥特性的影响.结果表明,系统在很低的有机负荷(MLSS可承受的TOC负荷为0.014 kg/(kg.d))下有机物去除率大于60%,NH4 -N去除率大于95%,浊度去除率约为92%,可维持30 d左右.平行实验显示,投加PAC极大地提高了系统对有机物的去除率,而对NH4 -N和浊度的去除无显著影响;投加PAC能有效减缓膜生物反应器中的膜污染,使膜污染缓慢发展阶段的历时时间延长了一倍多,并使膜过滤污泥的凝胶极化阻力和总阻力分别减小40.5%和17.4%;另外投加PAC改变了污泥特性,是使系统性能提高的主要原因.     

PVB超滤膜污染特性及其在MBR中的应用

采用连续制膜技术制备了平片式聚乙烯醇缩丁醛(PVB)超滤膜。该膜室温下平均纯水通量为0.02 L/(m2.h.Pa),对牛血清白蛋白(BSA)的平均截留率为25.0%(BSA水溶液质量浓度0.5 g/L)。通过终端过滤实验,以活性污泥混合液为处理对象,分析了PVB超滤膜过滤过程中的膜污染特性。结果表明:沉积层阻力占总过滤阻力的70%以上,是PVB膜过滤活性污泥混合液过程中污染阻力的主要组成部分;将制备的PVB超滤膜应用于好氧膜生物反应器(MBR)处理生活污水中,PVB-MBR系统在膜通量12 L/(m2.h)条件下运行105 d,期间未对膜进行任何人为清洗,系统抽吸压力能够在-16~-22 kPa间维持稳定,且系统出水的主要水质指标完全符合国家城镇污水处理厂污染物排放一级A的标准。     

电凝聚控制MBR膜污染的研究

试验考察了SECMBR的膜过滤特性,探讨了电凝聚对控制MBR膜污染的作用及机理.试验结果表明:胞外聚合物(EPS)、溶解性代谢产物(SMP)、ζ电位和污泥颗粒粒径等是膜污染的重要影响因素.SECM BR的膜污染远小于SM BR;SECM BR原位溶出铁离子与EPS结合,絮凝性增强,滤饼层污染减轻;SECM BR中电凝聚可降低单位容积活性污泥分泌的SM P与EPS,减轻膜污染;SECM BR降低EPS和SM P中主要污染物蛋白质的比例,减轻膜污染;ζ电位与Rc之间呈负相关,在SMBR与SECMBR中相关度分别为-0.798 8和-0.557 4.SECM BR在电场与铁粒子作用下降低了ζ电位绝对值,减轻了膜污染.     

膜生物反应器处理洗车废水中操作压力及环境因素对膜过滤性能的影响

通过膜生物反应器(MBR)处理某车辆厂洗车废水的实验研究,结合理论计算,分析了操作压力及环境因素对膜过滤性能的影响.研究结果表明,在低压区,膜本身阻力占主导地位,它与操作条件无关;在中压区,浓差极化阻力占主导地位,它与其他操作条件关系密切;在高压区,凝胶层阻力占主导地位,操作压力增加对膜通量影响不大,在此阶段膜分离特性还与污泥浓度、膜面流速等操作条件有关.所以,采用膜反应器处理洗车废水,在MBR中存在一个临界压力,当操作压力高于临界压力时,膜通量随操作压力变化不大,而膜表面污染却明显加剧.因而设计膜生物反应器时,操作压力是一个重要的参数.此外.还研究了温度、pH值、水力停留时间等环境影响因素对膜过滤性能的影响.     

生物强化MBR系统处理溴氨酸启动期特性研究

采用鞘氨醇单胞菌强化膜生物反应器(MBR),对模拟溴氨酸废水进行处理.考查了生物强化MBR启动期溴氨酸的降解、污泥特性及细菌生理状态的变化,并用DNA指纹技术--核糖体基因间区序列分析(RISA)揭示MBR启动期污泥的菌群变化.结果显示,采用生物强化可以使MBR迅速启动并稳定运行.在启动期,污泥浓度下降,沉降性和絮凝性变好;脱氢酶活性下降并稳定在一个较低的水平上;胞外聚合物中蛋白和多糖含量略有上升;启动期末期膜出水溴氨酸脱色率可达90%以上,COD去除率可达60%以上.RISA指纹分析表明污泥系统多样性减少,形成了降解溴氨酸的功能群落.     

膜生物反应器中不稳定流对膜污染特性的影响

试验比较了不同形状膜组件的膜生物反应器(MBR)处理生活污水时的膜污染特性和能耗.结果表明,螺旋型膜组件的MBR膜通量和累积膜通量均高于直线型膜组件,长期运行膜通量平均可提高19.3%,而且其初期膜通量衰减速度也小于直线型MBR的初期衰减速度,表明在螺旋型膜组件中产生的不稳定流能有效地消除膜表面的浓差极化现象和膜污染.螺旋型膜组件MBR系统的单位能耗也低于直线型,平均节能为8.2%.     

MBR提高A/O工艺污水脱氮效果的研究

在A/O工艺系统中组合膜生物反应器(MBR)处理养猪污水,研究混合液污泥质量浓度(MLSS)、氨氮负荷(AL)、碱度、DO与HRT等因素对脱氮的影响.结果表明,通过MBR系统提升MLSS,可提高A/O工艺的脱氮效果,并可减少反应HRT及DO与碱度的消耗.     

不同运行模式序批式膜生物反应器中污泥特性研究

比较了不同运行模式(AO、AOA及A 2O)对序批式膜生物反应器(SBMBR)污泥特性的影响.结果表明:运行模式对污泥粒径存在明显的影响,曝气时间较长的AO MBR及厌氧末引入缺氧段的A 2O MBR,有助于形成紧密而细小的颗粒.而粒径大且结构松散的污泥耗氧速率较高;充分的好氧时间则有利于耗氧速率的提高.好氧吸磷速率受运行方式影响,且与耗氧速率呈正相关性.适宜的厌氧阶段时长有助于提高污泥厌氧释磷能力;缺氧段及其位置的设置对反硝化除磷菌的选择与富集影响较大.本试验中A 2O MBR中反硝化聚磷菌(DPAOs)比例为40.6%,分别比AO及AOA MBR中提高了0.57和0.34倍.膜反应器中膜污染主要由膜表面滤饼层导致.曝气时间只是控制膜污染的因素之一,膜污染随污泥平均粒径的减小而加重,运行方式对膜污染也起着不可忽视的作用.     

膜生物反应器中的非丝状菌污泥膨胀

研究了膜生物反应器中非丝状菌膨胀的原因以及此类膨胀对污泥混合液过滤性能的影响和通过污泥黏度、胞外聚合物和污泥颗粒粒径三方面对膜生物反应器中的污泥混合液进行了分析；运用死端过滤实验方法，研究了非丝状菌膨胀时污泥混合液过滤性能的影响，实验结果表明，污泥沉降性能与污泥黏度有较好的相关性，活性污泥中的胞外聚合物是引起非丝状菌膨胀的关键因素；膜生物反应器中污泥非丝状菌膨胀主要因反应器中累积的高浓度胞外聚合物所致；非丝状菌污泥膨胀极大影响了污泥混合液的过滤性能，污泥膨胀后过滤阻力急剧增大．     

不同曝气强度下MBR污泥混合液可滤性分析

研究了曝气强度对膜-生物反应器（MBRs）污泥混合液的可滤性的影响．2套MBRs采用曝气强度分别为500L/h及100L／h恒流出水模式连续运行60d,应用污泥混合液过滤装置测定污泥混合液的可滤性．结果表明：过高的曝气强度将恶化污泥混合液的可滤性,增加膜污染速率;曝气强度的增加将导致污泥混合液上清液中相对分子质量大于10000的溶解性微生物代谢产物（SMP）浓度增加,此部分大分子有机物浓度的增加恶化了污泥混合液的可滤性;曝气强度大于500L／d也将导致污泥絮体中1～10um细小颗粒和胞外聚合物（EPS）含量的增加．     

Dynamic Membrane for Cross-flow Micro-filtration in Treating Activated Sludge

Mixed liquid of activated sludge （AS） were micro- filtrated by dynamic membrane （DM） made of 6 000 mesh kaolin. The results illustrated that the permeate quality and flux with DM filtration were superior to that with direct filtration in treating AS. The experiments of membrane washing showed that DM could abate the internal fouling of membranes efficiently, and the permeate flux of renewed membrane reached 90% of that of new membranes. The denser the mixed liquid suspended solids （MLSS） were, the lower the permeate flux was. Increasing of both flow velocity over the membrane surface and trans-membrane pressure （TMP） could lead to some enhancement of permeate flux, while the former approach could be carried out more economically. The feasibility of application of the DM to membrane bioreactor （MBR） has been ascertained.     

悬浮载体复合膜生物反应器过滤特性及滤饼层微结构特征

为研究悬浮载体复合式膜生物反应器(SCMBR)的膜过滤特性和膜表面滤饼层的微观结构特征,对SCMBR和传统膜生物反应器(CMBR)膜污染表面进行了对比分析.阻力构成分析表明,SCMBR滤饼层阻力所占总阻力比率在相同运行时间(15%,10 kPa,34 h)和跨膜压力(45%,30 kPa,89 h)下均小于CMBR(63.33%,34 h,30 kPa).污染膜表面扫描电镜分析表明,SCMBR反应器内膜表面滤饼层结构较疏松,孔隙较大.通过ISA3D软件对共聚焦显微镜图像进行分析,确定了滤饼层微观结构参数,结合Carman-Kozeny方程研究了SCMBR滤饼层阻力减小的机理.     

三氯化铁混凝作用提高膜生物反应器混合液可滤性

探讨了投加三氯化铁对膜生物反应器（MBR）膜污染减缓的影响,比较了复合式膜生物反应器（HMBR）和传统膜生物反应器（CMBR）污泥混合液的可滤性．结果表明：当Fe（Ⅲ）的投加量为1．2mmol／L时,能最大程度地提高污泥混合液的可滤性;稳定阶段的HMBR膜污染速率大约是CMBR的40％;Fe（Ⅲ）强化去除了上清液中分子质量（MW）〉10kDa的溶解性微生物产物（SMP）;上清液中大分子有机物的去除有助于提高污泥混合液的可滤性．污泥絮体中胞外聚合物（EPS）的元素分析表明,Fe（Ⅲ）与EPS中的负电官能团相互结合,增大了污泥颗粒．     

一体式浸没MBR的流程控制

为维持一体式浸没膜生物反应器的稳定运行,采用由继电器、电磁阀和液位控制器等元件所构成自动控制装置,利用液面下降速率的快慢表征膜污染的状况,以液位控制器为核心,将MBR的进水、出水、液控、曝气和反冲5个系统联系为一个统一的整体,其中进水、出水和曝气分别为由时间继电器控制的周期性运行,定时开关各种泵类的运行,使各种泵都有足够的时间散热和停息。2个月的运行实验表明:MBR在该自控装置调控下运行时,反应体系中基本的物化参数,如混合液体积(L)和膜出水通量(m~3/m~2·d)等参数随时间的波动基本符合生化反应所需要的稳定性,同时对各种泵类起到了良好的保护作用