MABR技术在污水处理中的运用分析

污水生物处理是去除污水中有机污染物质的有效手段之一,MABR技术是一种新型污水生物处理技术,可以借助多种微生物新陈代谢作用,将污水中有机有害污染物质转化为稳定的无害化物质。基于MABR技术在污水处理中的运用流程,以某污水处理厂为实际案例,阐述了MABR技术在该厂污水处理中的运用方案。通过采用MABR技术,能够有效控制生物期氧气供应,实现硝化-反硝化作用,达到良好的脱氮效果,具有较高的推广应用价值。

MABR-AO耦合工艺处理乡镇低C/N比生活污水效果研究

本研究针对村镇生活污水低碳氮比导致碳源不足、硝化-反硝化工艺动能不足、脱氮难度高导致脱氮效果不理想的问题,通过设计搭建膜曝气生物反应器(MABR)与传统AO工艺的耦合工艺系统,对村镇进水条件下的挂膜启动,处理低碳氮比(COD/TN为4、3、2、1、0.5)污水,并对两种活性污泥的生物多样性检测分析。结果表明,MABR挂膜周期约30天,系统达到较为稳定的污染物去除效果;在低碳氮比进水条件下,MABR-AO耦合工艺比AO工艺有更好的脱氮能力,总氮(TN)平均去除率相比AO工艺提高17.9%;MABR生物膜中OUTs更高,且脱氮类微生物占比高于AO工艺活性污泥,是脱氮能力更强的主要原因。该工艺运维简单,低碳氮比条件下总氮去除能力较强。

MABR系统处理空间站模拟废水的研究

微生物法处理空间站废水是未来空间站水回收管理系统的发展方向之一,为了探究生化法对空间站废水的处理效果,设计并搭建了一套MABR反应器,以出水COD、NH_(4)^(+)-N和TN等作为主要考察指标,并结合NO_(2)^(-)-N、NO_(3)^(-)-N等指标对反应器的处理效果进行评估和分析。试验对比了不同曝气压力、不同断面流速下反应器的处理效能,从而找出各因素对反应器处理效果的影响规律,然后在一定条件对空间站模拟废水进行处理。结果表明:反应器启动后具有同步硝化反硝化功能;当处理市政污水时,设定曝气压力为0.015 MPa,断面流速为2.5 mm/s,HRT为24 h,COD、NH_(4)^(+)-N和TN去除率分别达到99.9%、97.8%和86.69%;当处理空间站模拟废水(稀释10%)时,补充碳源150 mg/L(葡萄糖),曝气压力为0.02 MPa,断面流速为2.5 mm/s,HRT为24 h,COD、NH_(4)^(+)-N和TN去除率分别达到93.11%、70.01%、49.05%。

不同曝气压力下MABR反应器污染物去除效率研究

通过膜曝气生物膜反应器处理医院污水中试实验研究,对比不同曝气压力下MABR池溶解氧浓度变化,以及不同压力下COD、氨氮和总氮的去除效果变化情况,探索MABR工艺处理医院污水的启动挂膜及最佳运行参数。结果表明:采用低曝气压力和A^(2)O循环挂膜方式启动,MABR工艺能在40天内实现膜表面快速挂膜。MABR池中溶解氧浓度随曝气压力的增加而增加;曝气压力变化对COD去除率影响较小,前期成正比例缓慢增加,后期逐渐趋于平缓;曝气压力对氨氮去除效果成正相关,随着曝气压力持续升高,氨氮去除率出现明显增加趋势;随着曝气压力的增加去除总氮的效果前期呈缓慢增长趋势,压力超过25 kPa时总氮去除效率反而下降,曝气压力过高成为反硝化脱氮的制约因素。中试研究表明:MABR工艺在压力为25 kPa和HRT为12 h情况下运行效果较好,该工艺适用于医院污水处理领域。

MABR与生物接触氧化池处理微污染原水对比试验研究

研究MABR膜生物反应装置与传统弹性滤料接触氧化池在处理微污染原水的效果差异及两者的能耗差异方面,探索一条处理微污染原水的新路径。根据建湖县自来水有限公司的MABR膜中试装置实验数据与该公司正在运行的接触氧化池运行数据对比,发现MABR膜在处理微污染水(COD_(Mn)<10mg/L、NH_(3)-N<3mg/L)中有机物的能力明显高于传统接触氧化池。COD_(Mn)的去除率要高出14%,NH_(3)-N处理率高出20%,同时能耗降低80%以上。应用MABR膜代替接触氧化池悬浮填料处理微污染原水具有明显优势。

诺氟沙星对MABR处理生活污水的影响

近年来,各类污废水中多会检测出诺氟沙星(NOR)。为了研究NOR对膜曝气生物反应器(MABR)处理生活污水的作用机制,考察了不同NOR浓度对污染物去除效果、悬浮污泥特性以及系统内微生物菌群变化的影响。结果表明:在NOR浓度为20~500μg/L范围内,随NOR浓度的增加,MABR对COD和NOR的去除率没有明显降低,可达80%左右;NOR浓度对去除NH_(4)^(+)-N和TN影响较大,NH_(4)^(+)-N去除率从96.4%降低至35.6%,TN去除率从72.4%降低至30.6%。NOR使悬浮污泥中的功能微生物AOB和NOB活性下降,DNB活性呈先上升后下降的趋势;微生物为抵抗NOR而分泌大量的EPS,增加了蛋白质和多糖的含量。对比Alpha多样性可知,NOR浓度对菌群丰度和多样性影响较大,MABR生物膜和悬浮污泥菌群组成存在差异,生物膜内的微生物比悬浮污泥对NOR的抗冲击性强,说明MABR系统内特殊的生物相构成对处理含高浓度NOR的生活污水具有可行性。

基于MABR的压裂返排液处理及微生物群落研究

压裂返排液含有多种复杂有机物,毒性高、盐度高以及可生化性差。设计了1个三级MABR系统用于压裂返排液的处理,该系统在最适宜运行参数下表现出优异的除碳脱氮性能,出水经过芬顿试剂处理后满足污水综合排放二级标准。MABR系统对COD、NH^(+)_(4)-N和TN的去除率分别达到79.30%、96.06%和75.61%。微生物分析表明MABR生物膜富集了丰富的功能菌群,Proteobacteria(变形菌门)、Bacteroidetes(拟杆菌门)是生物膜中的优势菌群。阐明了MABR处理压裂返排液的技术可行性,为MABR在处理相关废水中的应用奠定了基础。

MABR用于城市景观河道水体修复的研究

对天津高新区海泰南北大街景观河进行了水质评测,发现水体呈严重富营养化状态,整体处于地表水劣Ⅴ类水质.系统分析了河道水华现象的成因,判定水体中氮、磷含量高是引发水华现象的主要原因.针对性地制定了膜曝气生物膜反应器(MABR)生物修复方案,设计研发了适于河道的水草式MABR膜组件及其水体修复系统.通过对海泰南北大街景观河连续5个月的水质监测与观察,结果表明:MABR生物修复系统有效地提高了华苑景观河水体的自净能力,河道水体的氨氮、总磷、COD指标均达到《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅲ类或Ⅳ类标准,总氮含量达到Ⅴ类,运行期间未发生藻类水华现象.MABR技术在河道水体修复方面具有广泛应用前景.

ABR-MABR耦合工艺处理畜禽养殖废水的同步启动

为评价采用ABR-MABR(厌氧折流板反应器-膜曝气生物膜反应器)耦合工艺处理畜禽养殖废水的可行性,采用模拟畜禽养殖废水,通过在ABR的厌氧格室接种厌氧颗粒污泥和MABR的好氧格室接种活性污泥,逐步升高进水负荷进行反应器的同步启动,并通过PCR-DGGE技术研究了反应器中微生物群落结构.结果表明:48 d后反应器OLR(有机负荷,以CODCr计)达到5.0kg/(m3·d),此时,耦合反应器对CODCr、NH4+-N的去除率分别可达89%、60%,反应器成功启动;成功启动之后反应器中厌氧颗粒污泥的浓度在14.0~35.0 g/L之间,直径由1.18~1.58 mm增至1.62~2.37 mm.ABR-MABR中的污泥主要由杆状菌和少量丝状菌、球状菌以及胞外聚合物组成;反应器中微生物群落结构丰富,厌氧格室中存在优势的具有产氢、产甲烷功能菌群或反硝化功能的菌群,曝气格室中存在硝化细菌〔uncultured Nitrospira sp.、uncultured Nitrospira sp.(Nitrospirae)〕与反硝化细菌(Thauera sp.),同时也发现了与厌氧消化产甲烷相关的菌群.研究显示,采用接种厌氧颗粒污泥与逐步升高进水负荷的方式可以快速实现ABR-MABR的同步启动.

MABR反应器的应用技术与发展

膜曝气生物膜反应器由于其特殊的生物膜结构和传质特性在处理污水时的脱碳除氮性能方面有很大的技术优势和广泛的应用前景,能够实现同步硝化反硝化以及强化水体污染物降解。文章阐述了MABR的基本原理、特点、分类及膜材料和运行性能影响因素,总结了MABR在未来可以研究的突出问题并对发展趋势和方向进行了展望。

证据理论在MABR中的应用

在MABR系统中,如何对不同Agent提供的数据进行融合处理是许多研究者共同关注的问题.D-S证据理论在不确定性问题中有很强的推理能力,而且合成法则对数据的融合处理提供理论依据.因此证据理论是解决MABR中信度判定问题的一种有效途径.

MABR及其在工业废水处理方面的应用

在众多废水处理技术中,新型无泡曝气膜生物反应器(Membrane-Aerated Biofilm Reactor,简称MABR)因其特殊的生物膜结构组成和传质特性,在强化水体有机物降解和氮类污染物去除等方面具有很大的技术优势和广泛的应用前景。综述了MABR的运行原理以及在工业废水处理领域的研究现状,总结归纳出MABR在处理工业废水过程中的研究热点和突出问题,并对未来该领域的发展趋势和方向进行了展望。

基于MABR的市政污水处理强化脱氮中试研究

建立了A^2/O-MABR耦合的中试系统,在不改变污水处理厂原有A^2/O工艺以及不外加碳源的条件下,利用MABR丰富的微生物群落强化碳和氮的去除。该系统在最适宜参数下运行,COD、NH+4-N和TN的出水水质满足市政污水处理厂一级A排放标准。微生物分析表明MABR生物膜上富集了丰富的脱氮功能菌群,例如Proteobacteria和Bacteroidetes等常规反硝化菌群,以及Thauera和Paracoccus等好氧反硝化菌群。MABR生物膜上丰富的脱氮功能菌群强化了系统对TN的去除。实验结果表明MABR在市政污水处理厂提标改造和强化脱氮方面拥有很大的应用潜力。

生物膜层DO浓度对MABR中异养硝化-好氧反硝化的影响

高浓度氨氮(NH_(4)^(+)-N)废水的好氧生物处理是一个高氧需求过程.膜曝气生物膜反应器(membrane aerobic biofilm reactor,MABR)因其高氧利用率、低能耗优势在高氨氮废水处理中具有重要应用潜力.通过启动贯通式MABR接种异养硝化-好氧反硝化(heterotrophic nitrification and aerobic denitrification,HN-AD)脱氮混合菌液处理高氨氮模拟废水,调节进气量实现生物膜层不同溶解氧(DO)浓度,考察生物膜层DO浓度对MABR脱氮性能、HN-AD菌多样性及其脱氮功能基因的影响.结果表明:①MABR中仅生物膜内层DO浓度随进气量的增加而提升,生物膜外层DO浓度始终保持为0 mg/L;高DO浓度下反应器NH_(4)^(+)-N、总氮(TN)去除率相比低DO浓度分别增加了28.15%和24.18%,提高生物膜内层DO浓度强化MABR脱氮性能.②高通量测序分析表明,HN-AD菌是MABR中的脱氮功能微生物,研究获得假黄褐藻属(Pseudofulvimonas)、脱氮副球菌属(Paracoccus)、鞘氨醇杆菌属(Sphingobacterium)和不动杆菌属(Acinetobacter)等共13种HN-AD菌属,其总相对丰度在低、中和高DO浓度下分别为12.97%、19.05%和22.01%,说明提高生物膜内层DO浓度促进了HN-AD菌属的富集.③PICRUSt1功能基因预测发现,MABR中HN-AD菌的好氧反硝化功能基因(napA、napB)总相对丰度在低、中和高DO浓度下分别为0.00013‰、0.019‰和0.060‰,说明提高MABR生物膜内层DO浓度加快了HN-AD菌的好氧反硝化进程,促进了MABR中HN-AD过程的实现.研究显示,通过调节进气量实现生物膜内层不同DO浓度,可以强化MABR脱氮性能,提高HN-AD菌属富集程度,促进MABR中HN-AD过程的实现.

膜吸附生物反应器(MABR)用于饮用水去除有机物

为更加有效地制备优质饮用水,考察了膜吸附生物反应器(MABR)强化去除水中有机污染物的效能.结果表明,当粉末活性炭(PAC)投加量为8mg/L时,MABR对进水中TOC、CODMn、DOC、UV254以及BDOC和AOC的去除率分别达41.3%,59.4%,36.7%,53.5%,67.9%和44.0%.在MABR中,膜的物理截留作用、生物降解作用以及PAC的吸附作用协同完成对溶解性有机污染物的去除;就DOC而言,3种作用的贡献分别为11.1%,7.6%和18.0%.微观分析结果表明,MABR中膜表面的动态污泥层能强化膜对混合液中溶解性有机物的截留.考虑到0.5h的短水力停留时间,MABR无论是从技术上还是从经济上考虑都有着很好的应用前景.

磁场对MABR同步短程硝化反硝化的影响

对MABR反应器施加磁场,研究磁场对同步短程硝化反硝化工艺的启动过程的影响。结果表明:磁场能够加速短程硝化过程的启动,并获得更高的亚硝酸盐积累率,出水氨氮和总氮平均浓度较对照组分别降低了56.5%和20.6%。同时,磁场能够增加生物膜的密度并提高氨氧化菌的氧利用速率。

MABR技术在农村生活污水处理上的应用

以浙江省首个MABR农村污水治理示范项目为例,介绍了浙江农村生活污水排放特征,分析了该项目的工艺流程和系统布置,较为系统地探讨了COD、NH_4^+-N、TN、SS的降解规律及影响因素。结果表明,MABR系统启动速度快,运行稳定,有较高的抗冲击性能,对生活污水中各项污染物有迅速的去除能力和显著的去除效果,出水水质达到城镇污水处理厂污染物排放标准GB 18918-2012一级A标准。

MABR与微生物菌剂联用治理小型黑臭河道的效果

由单项技术联用而形成的复合技术已被广泛应用于黑臭河道治理中。将膜曝气生物膜反应器(MABR)和微生物菌剂联用的复合微生物技术应用于小型黑臭河道实际治理工程中,结果表明:调试运行61 d,河道水体透明度、氧化还原电位(ORP)和溶解氧(DO)浓度上升,氨氮浓度和化学需氧量(COD)下降,但在调试运行期间水质存在反复现象;降水时水体透明度和ORP降低,氨氮浓度和COD反弹,雨后7 d均恢复正常,该技术有一定的抗冲击能力。稳定运行42 d后,河道的水体透明度、ORP和DO浓度分别提高了157%、57%和308%,氨氮浓度和COD降低了65.0%和71.4%,河道黑臭消除。该复合微生物技术消除河道黑臭的工程实际治理效果良好且系统能维持较长时间,但提高水质的能力有限,进一步提高河道水质还需通过系统化、生态化、智慧化的综合治理。

MABR技术在高速公路服务区污水处理中的应用

文中以全国首个高速公路服务区MABR污水处理试点工程为例,介绍了高速公路服务区生活污水排放特征,分析了试点工程的工艺流程及系统布置,探讨了MABR技术在湖北某高速服务区污水处理工程建设、管理、运行维护中的实际应用效果。稳定运行两年结果表明,节假日和平日出水氨氮、TN、TP、COD_(Cr)的平均质量浓度分别为0.70~1.02、2.19~5.23、0.25~0.34、14.07~22.00 mg/L,出水水质长期稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准。MABR工艺的吨水运行成本约为2.06元/m^(3),且具有高效稳定化、智能化、模块化、长寿化的特性,高度匹配高速公路污水处理特性,适宜在湖北省乃至全国绿色可持续发展服务区建设中推广。

MABR用于上海城市河道水生态修复的初步研究

通过对上海市某城市河道进行现场踏勘和水质监测,分析污染物含量较高的主要原因,确定河道污染源。根据污染源类型和污染方式确定水生态修复的技术:膜曝气生物膜反应器(MABR)技术。通过对上海市某生态修复中城市河道水质状况连续40天的持续监测,结果表明:MABR技术能有效提高水体中溶解氧(DO)含量,降解水体中氨氮和COD含量,以达到快速修复的目的;且能够有效抑制水体中蓝藻的爆发。MABR能够有效解决上海市城市河道污染问题。