电凝聚膜生物反应器膜过滤特性

以模拟印染废水为研究对象,考察了ECMBR和MBR系统中的膜污染和污泥混合液特性.结果表明:两系统膜过滤阻力均以沉积阻力为主,MBR和ECMBR中沉积阻力分占总阻力的99%和9334%,但ECMBR总阻力仅为普通MBR污泥总阻力的1/4,电凝聚可有效降低沉积层阻力.对比分析两系统中的混合液特性,ECMBR中污泥平均粒径大,Zeta电位绝对值小,胞外聚合物和溶解性微生物产物浓度低,污泥相对疏水性较高.电凝聚通过改变混合液特性,从而有效改善膜生物反应器过滤性能,增加膜通量,减少膜过滤阻力.     

应用PCR-DGGE技术解析MBR中微生物群落多样性

为了揭示膜生物反应器中活性污泥的微生物多样性,取样处理不同水质的膜生物反应器中的活性污泥,通过细胞裂解直接提取其中的基因组DNA,以细菌通用引物进行16S rRNA基因V3高变异区域PCR扩增,再将PCR产物(约240 bp)进行变性梯度凝胶电泳分离(变性剂梯度为30%～60%),获得表征污泥中微生物群落特征的DNA指纹图谱.研究表明,不同的膜生物反应器中既存在着共同的微生物种属也有各自特异的种属.相同的微生物种群在不同反应器中的优势地位不同,各自特有的微生物群落则是由于水质的不同经过长期演替而来.     

连续式白腐真菌膜生物反应器处理染料废水: 微生物群落结构及其与脱色效率的关系

通过PCR-DGGE( 变性浓度梯度凝胶电泳) 分析评价了连续运行100 天的白腐真菌膜生物反应器中群落结构的变化, 并研究了群落结构与染料脱色效率之间的耦联关系, 且通过多维尺度(MDS) 方法对 DGGE 电泳图谱进行分析, 以二维图形向量的方式显示。结果表明, 通过对系统内优势菌种的 18S rDNA 序列进行测定, 并通过NCBI(美国国立生物技术信息中心) 基因库比对确定的菌种 Phanerochaete chrysosporium ( P. chrysosporium) 在运行期间始终是微生物群落的优势种, 随着系统运行时间的延长, 其优势愈加 明显, 但反应器 中微生物群落结构 Shannon-Wiener 多样性指数却逐渐降低, 由起始阶段的 1. 92 降至最终的 0. 92 。对 DGGE 条带进行 MDS 分析得知, 反应器在运行阶段基本稳定维持处在一个区域, 表明其微生物群落结构在运行期间较为稳定, 且该反应器对染料废水始终具有良好的脱色效果, 平均脱色率为82.5% , 最高时可达93.2%。     

污泥生物干化中微生物群落结构变化的影响因素

目的通过研究污泥生物干化中微生物群落结构变化的影响因素,为生物干化提供运行指导.方法建立生物干化反应器,同时每隔一定时间取样,测定细菌数、真菌数、放线菌数及嗜热微生物数,并计算总微生物数.结果研究结果表明,间歇通风能够提供更充足的氧气,同时保证生物堆体的温度,加快微生物群落结构变化,使主体的菌群从嗜温微生物菌群快速转变为嗜热微生物菌群.当污泥和秸秆物料配比为3∶1时(初始含水率在65%),微生物群落能在最短时间达到嗜热微生物所占比例最大.同时温度也是影响微生物群落结构变化的主导因素之一.结论随着生物干化过程中温度的变化,引起微生物群落结构的主体菌群从嗜温微生物菌群转变为嗜热微生物菌群.与物料配比、通风方式、温度的影响相比,p H值的变化对微生物群落影响不大.     

一体式好氧膜生物反应器处理城市污水的出水水质BODp数学模型研究

利用SMBR运行过程中的物料平衡、有机物的微生物降解反应动力学模型及膜污染动力学模型,并根据SMBR处理城市污水的具体特点在公式推导过程对相应的部分进行了适当的简化,从而推导出了一体式好氧膜生物反应器处理城市污水的出水水质BODp的计算公式.通过公式的计算数据和实验测定值对比分析得到：出水水质BODp的计算值与实验测定结果基本一致.     

净水工艺中的微生物群落结构与优势菌

采用PCR-单链构象多态性(PCR-SSCP)技术对生物活性炭滤池与生物强化净水工艺中的微生物群落结构和多样性进行分析,并利用最大可能数法研究生物活性炭滤池与生物强化滤池中可培养的优势菌.实验结果表明,混凝、砂滤及生物强化过滤净水工艺对微生物的群落结构均无明显影响;生物活性炭净水工艺则可使原水微生物群落多样性降低,这是由于活性炭对微生物具有的较强吸附作用所致.通过分析R2A培养基上生长的微生物群落,发现各生物滤池中可培养的微生物群落具有丰富多样性,且滤池间Dice遗传相似系数为0.69～0.86,即群落种类差异较小.生物活性炭滤池与生物强化滤池中可培养的主要优势菌为巨大芽胞杆菌、短小芽胞杆菌、蜡样芽胞杆菌、弗劳地枸橼酸杆菌、豚鼠气单胞菌、恶臭假单胞菌和肺炎克雷氏菌等.将PCR-SSCP技术与传统培养方法相结合,可分析生物滤池中的优势菌群,提高饮用水的生物处理能力.     

官厅水库水体及底泥中硝化功能细菌的群落多样性研究

为了探讨水生生态系统中生物脱氮的硝化功能菌群(氨氮氧化细菌和亚硝酸氮氧化细菌)在水体和底泥样品中群落多样性的差异,采用变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术对官厅水库的水体和底泥微生物群落进行了检测.结果表明:不同采样点的水体中进行硝化微生物优势菌群相似,底泥中进行硝化微生物优势菌群也类似,但水层和底泥中的优势硝化菌群相比有明显差异,环境变化导致群落结构发生了演替.多样性分析显示:氨氮氧化细菌在水层和表层底泥样品的多样性水平差异不大,而亚硝酸氮氧化细菌在底泥中的多样性与水层相比明显降低,表明对外界供氧量响应显著.     

海水养殖循环系统不同功能区域微生物群落结构比较

为了探究海水养殖循环系统不同功能区域微生物群落结构特征,深入了解水质理化因子与微生物群落之间的相关性,通过16S rRNA扩增子高通量测序技术对系统不同功能区域水体微生物群落结构进行了分析。结果表明,变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)为整个系统绝对优势菌门,不同功能区域优势属组成差异较大,但是弧菌(Vibrio)丰度都在1%以上。脉红螺养殖池和生物滤池水体α多样性最高,鲍鱼养殖池水体和自然海水多样性最低。NMDS分析结果显示生物滤池和养殖池进水口微生物群落结构相似,其他区域微生物群落结构有明显差异。生物滤池到养殖池NH₄⁺和NO₂^-去除率分别为8.77%和45.12%,NO₃^-质量浓度在整个系统内都处于较高水平(148.50~200.47mg/L)。环境因子与微生物群落结构没有显著相关性,温度T和NO₂^-对微生物群落结构的影响相对较大。研究结果为下一步循环水养殖系统设计的完善和日常管理提供了参考。     

厌氧氨氧化反应器运行过程微生物群落演替分析

为探究厌氧氨氧化(ANAMMOX)过程中微生物群落结构的演化,采用高通量测序技术对ANAMMOX反应器中微生物群落结构进行分析.结果表明:反应器运行61d后氮去除负荷达到1.04kg·N·m^-3·d^-1,总氮去除率达75%以上.反应器中微生物多样性较为丰富,存在变形菌门、绿曲挠菌门、绿菌门、浮霉菌门等微生物.从启动到稳定过程中微生物群落结构趋于稳定.其中和脱氮相关的变形菌门和浮霉菌门合计占比达40%以上.ANAMMOX菌所在的浮霉菌门比例随运行时间延长而逐渐增加,是反应器脱氮效能提高的主要原因.反应器内占据优势地位的ANAMMOX菌主要为Candidatus Kuenenia属,占比14%左右,同时还有少量Candidatus Brocadia属.     

丙酸盐对厌氧氨氧化除氮性能及群落结构的影响

为了探究有机碳对厌氧氨氧化的长期影响, 向厌氧氨氧化膜生物反应器中添加不同浓度的丙酸钠, 研究对反应器的除氮效能以及微生物的种群结构和功能变化。结果表明: 反应器主要的脱氮过程由CandidatusBrocadia完成, 当丙酸钠浓度为100 mg/L时, 反应器中由于异养细菌的生长, 可实现碳氮的同步去除, 平均总氮去除率可达91.9%。当丙酸钠浓度为200 mg/L 时, 对Candidatus Brocadia的抑制作用导致反应器除氮性能下降, Candidatus Brocadia的丰度降至41.2%, 总氮去除率降至 78.8%。在有机碳抑制作用解除后, 反应器的除氮性能恢复为86.8%, Candidatus Brocadia丰度增加到54.0%, 但群落多样性下降, 属水平的微生物组成有较大的改变。     

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.     

多孔悬浮填料对SMBR性能的影响

以聚丙烯无纺布为膜组件,向浸渍式膜生物反应器中投加多孔、悬浮填料处理人工废水。通过分析测定膜通量、跨膜压力变化及处理水浊度和CODCr,考察填料对浸渍式膜生物反应器性能的影响。实验结果表明,投加填料在一定程度上能够减缓可逆的滤饼层污染阻力,保持较高的膜通量,但是投加填料却破坏了污泥絮体的稳定性,导致处理水的浊度、CODCr及跨膜压力的增大,增加了不可逆膜污染阻力。     

Study on performance of submerged membrane bioreactor in proteinaceous wastewater treatment

The continuous flowing experiment using a submerged membrane bioreactor (SMBR) in proteinaceous wastewater treatment was studied. The removal rate of the chemical oxygen demand (COD) was over 96.0% and the biochemical oxygen demand (BOD) was above 98.1%, the average removal rate of the total nitrogen (TN) was 61.7% ,the removal rate of NH3-N was as high as 99% ,but the removal effect of the total phosphorus (TP) was instable. The analysis under the condition of our experiments came to the conclusion that backwashing, waterpower scouting, low-pressure opexation and control of mixed liquor suspended solid (MISS) could lighten the attenuation of filtration flux in SMBR.     

悬浮填料控制MBR膜污染效能研究

以聚丙烯无纺布为膜组件,向浸渍式膜生物反应器中投加软质多孔、悬浮填料处理人工废水。分析测定膜污染阻力（Rf）、滤饼层阻力（Rc）、膜通量（FLUX）、跨膜压力（TMP）及处理水浊度和CODCr的变化,研究软质悬浮填料控制膜生物反应器膜污染的效能。实验结果表明,投加软质悬浮填料能有效降低膜污染阻力、滤饼层阻力和跨膜压力,增加膜通量,有利于延缓膜污染,提高膜组件的过滤性能;MBR中投加软质悬浮填料能提高CODCr的生物去除效率,但是降低了膜组件对微小悬浮固体的截留效能,增加了出水浊度和CODCr浓度。     

Effect of intermittent aeration on the treatment performance in a submerged membrane bioreactor

In order to improve removal for nitrogen in a pilot-scale submerged membrane bioreactor (SMBR), intermittent aeration was conducted, and the effect on the treatment performance under four kinds of operation condition (run 1, continuous aeration; run 2, 60/60 min aeration on/off time; run 3, 60/90 min aeration on/off time; run 4, 60/75 min aeration on/off time) was evaluated. The results showed that depending on the specific on/off of the aeration time ratio, removal efficiency of nitrogen could be improved significantly, and the removal rates of total nitrogen (TN) under different operation conditions were 28.0%, 59.5%, 66.8% and 70.7%, respectively. There were no obvious differences for removal rates for COD_Cr and ammonia among different operation conditions. In general, intermittent aeration could be used as a feasible way to improve treatment performance for nitrogen in the SMBR.     

粉末活性炭对电控反冲浸没式膜-生物反应器处理中药废水的影响

采用2套完全相同且平行运行的电控反冲浸没式膜-生物反应器(SMBR)处理富含甙类等易发泡而难降解的大分子物质的中药废水.其中一套SMBR放入粉末活性碳(PAC)(即PSMBR),另一套不放(即CSMBR).反冲时间为5min.通过调整预设反冲真空度及泵频使得抽吸周期约为90 min.在24 d(576 h)平均水力停留时间(HRT)为5.97 h的稳定状态内,CSMBR平均流量为5.87 L/h;而在30 d(720 h)平均HRT为5.99h的稳定状态内,PSMBR平均流量为5.85L/h.平均有机负荷(OLR)为4.16 kg COD/(m3·d)时,CSMBR化学需氧量(COD)平均总去除率为89.29%,而平均OLR为5.50 kgCOD/(m3·d)时,PSMBR的COD平均总去除率为89.79%.2套SMBR出水COD质量浓度均达GB 8978-1996<污水综合排放标准>医药原料药工业污水二级排放标准(300 mg/L).因此电控反冲SMBR处理中等质量浓度的中药废水是可行的.再者,PSMBR的电接点真空压力表的预设反冲真空度、泵频、以及混合液真空度和流量损失均滞后于CSMBR,故PSMBR不进行膜清洗的实际运行时间约为CSMBR的1.25倍,且当平均OLR较高时,PSMBR的COD平均总去除率增强.     

一体式平板膜生物反应器中膜污染及清洗效果研究

将聚醚砜平板膜组件用于一体式膜生物反应器（SMBR）,进行了处理污水的研究.研究表明：SMBR对CODcr去除率高于90%;随着运行时间延长,膜污染越来越严重,对已污染的膜进行空曝气,水洗,水洗＋碱洗,水洗＋酸洗,水洗＋酸洗＋碱洗可使膜通量分别恢复至新膜通量的26%、46.3%、78%、70%和90%.     

高效反硝化菌强化固相碳源生物脱氮特性研究

以聚丁二酸丁二醇酯(PBS)作为固相可生物降解模式碳源的生物填充床,针对分离获得的高效反硝化菌开展强化生物脱氮的特性研究,并利用荧光定量PCR解析反应器的微生物群落结构。结果表明,投加反硝化菌(W14)可以明显地提高反硝化脱氮效率,当水力停留时间(HRT)为0.5 h时,反硝化菌强化脱氮生物反应器的脱氮效率达到90%以上,且能有效地降低出水残余的DOC浓度。荧光定量PCR结果表明,高效反硝化菌投加强化能够增加nir S基因丰度和比例,较好地解释了不同接种生物反应器的脱氮效果差异,即反硝化菌的强化作用能有效增加反硝化菌数量并强化脱氮效果。     

Performance of Submerged Membrane Bioreactor for Domestic Wastewater Treatment

IntroductionAlong with the progress of membranemanufacturing technology,the application ofmembrane filtration,especially in conjunction withbiological systems has been widely investigated inwastewater treatment and reuse[1,2 ] . In thecombined process,the membrane is used as analternative to the sedimentation tank. The efficientseparation capability of a membrane enables highlyconcentrated biosolids to be retained within thebioreactor,so thatthe system can be operated withhigh organic loading …