序批式生物膜反应器强化苯胺废水脱氮的特性及机理研究

采用序批式生物膜反应器(SBBR)处理600 mg/L的苯胺废水,并与序批式活性污泥反应器(SBR)进行对比。结果表明:两组反应器对苯胺均能达到100%的去除效果,但SBBR的总氮去除效率更高。SBBR的硝化以异养硝化为主,同时也存在一定程度的自养硝化;反硝化过程是外加碳源缺氧反硝化。高通量测序结果表明,SBBR的活性污泥和生物膜能更好地兼容苯胺降解菌群和脱氮功能菌群的生长和发育,从而保证苯胺废水的脱氮。

海绵浸没式膜生物反应器在废水处理中的研究进展

海绵浸没式膜生物反应器(sponge-submerged membrane bioreactor,SSMBR)作为一种新型的废水处理工艺,具有可持续通量大、污染物去除率高、跨膜压差(TMP)增量小、膜污染率低等优异特性,在处理污废水领域有着广阔的研究和应用前景。介绍了SSMBR装置的结构特征,综述了国内外对SSMBR性能的研究进展,并简单探析了膜污染的形成过程及水力停留时间和微生物絮凝剂对膜污染的影响。

聚乙烯填料序批式移动床生物膜反应器工艺处理低温市政污水效能研究

针对北方地区冬季低温脱氮效率低的问题,采用序批式移动床生物膜反应器(SBMBBR)对低温市政污水进行处理,并对不同规格的聚乙烯填料进行比较分析。结果表明,在水温9~12℃、pH 7~8、水力停留时间(HRT)48 h的条件下,SBMBBR在64 d启动成功,白色、黑色两种聚乙烯填料在运行7 d后有显著的生物膜,运行31 d后投加白色聚乙烯填料的反应器中化学需氧量(COD)、氨氮、总磷(TP)的去除率分别为83.6%、74.4%、60.8%,所以白色聚乙烯为最佳填料。优化参数后,确定反应器最佳缺氧时间为3 h,好氧时间为7 h;好氧段溶解氧(DO)保持在>6.0~7.5 mg/L,无填料反应器中HRT为82 h时最佳,而投加黑色聚乙烯填料的反应器和投加白色聚乙烯填料的反应器中HRT为42 h时最佳。

间歇浸没式生物反应器在植物组织培养中的应用研究进展

间歇浸没式生物反应器是植物组织培养中的一种新兴技术装备,其基本原理是在无菌条件下将组培苗在培养液中进行周期性浸泡培养以实现快速繁殖。与传统组织培养相比,间歇浸没式生物反应器改进了液体培养的方式,在这种培养方式下,植物组织与液体培养基紧密接触,可刺激和促进植物组织对营养元素和激素的吸收;间歇及连续振动给液体培养基提供了足够氧气,提高了组培苗的繁殖系数。间歇浸没式生物反应器主要应用于快繁后期繁殖苗和生根苗的培育,较好地促进了自动化、机械化和商业化的植物组培快繁技术的发展。因此,间歇浸没式生物反应器具有自动化程度高、生产成本低、组培苗质量好、繁殖系数高、移栽易成活及适应性较强等特点,已在多种植物组织培养上得到应用。为更好地将该系统应用于植物组织培养,文章概述了间歇浸没式生物反应器的发展、参数设置、快繁的优势和缺点等方面的进展情况;同时对间歇浸没式生物反应器技术在植物组织培养中的研究进行展望。

高回流比对序批式生物膜反应器脱氮性能的影响

硝化液回流是污水生物脱氮工艺实现前置反硝化脱氮的重要手段,通常回流比为200%~400%。本文研究了高回流比对序批式生物膜反应器(SBBR)脱氮性能的影响,结果表明,在回流比为300%、1000%、3000%三种条件下回流比为3000%的总氮去除率最高,稳定运行期间TIN平均去除率为98.69%±0.81%,同时也使NH_(4)^(+)-N得以完全氧化。推测在高回流比引起的强对流环境下,生物膜内传质效率得以加强,从而提高了同步硝化反硝化(SND)效果。本研究结果对集成分散式污水处理装置的研发及改善市政污水处理生物脱氮效率具有重要意义。

溶解性微生物产物对浸没式膜生物反应器运行的影响

对溶解性微生物产物(SMP)的累积行为及其对浸没式膜生物反应器(SMBR)操作运行的影响进行了研究.在90 d的实验过程中,对总有机碳(TOC)、相对分子质量分布(MWDs)、比耗氧速率(SOUR)进行定期监测,采用死端过滤实验来检测SMP对膜污染的影响.结果表明,在SMBR上清液中SMP出现明显累积;随着实验运行,SMP中相对分子质量大于10 000的浓度增加显著;与相对分子质量小于1 000的SMP相比,此部分SMP对污泥活性和膜污染影响较大,对SMBR的出水水质影响较小.

胞外聚合物对浸没式膜-生物反应器膜过滤性能的影响

通过浸没式膜-生物反应器(SMBR)处理上海市城市内河水的试验,研究了反应器混合液中和2种疏水性不同的膜上污泥胞外聚合物(EPS)的量、组成、污泥特性及对膜过滤性能的影响.结果表明,混合液污泥中的溶解性EPS和固着性EPS比膜上污泥多,不同污泥的固着性EPS组分中蛋白质(EPSP)/多糖(EPSC)的大小顺序依次为混合液污泥<亲水膜污泥<疏水膜污泥.疏水膜污泥中溶解性EPS比亲水膜多,溶解性EPS和固着性EPS量及组分均有很大差异.混合液污泥的EPS流动性大,疏水性膜上污泥EPS的流动性较大.溶解性EPS对污泥特性及膜过滤性能影响较大.SMBR中亲、疏水性膜片上黏附的污泥的相对疏水性分别为53%、59%.比较2种膜片通量的变化发现,疏水性膜污染严重.

玻璃轻石序批式生物膜反应器构建参数优化及水产养殖污水脱氮性能研究

【目的】探明玻璃轻石构建序批式生物膜反应器(SBBR)在水产养殖污水中的脱氮性能,为生物膜法处理水产养殖污水工艺中高效、低廉的载体材料选择提供模型及数据参考。【方法】以玻璃轻石为载体构建SBBR模型,利用水产养殖池底泥进行挂膜,并进行玻璃轻石不同孔径(3~8、2~3、1~2和0.1~1.0 mm)、粒径(10~20、20~30和30~50mm)和填充率(20%、30%和40%)脱氮性能优化试验,以获得最佳脱氮性能SBBR参数;以沸石、火山石、活性炭和SiO2颗粒为对照,对比各载体材料生物膜中的挥发性悬浮物(VSS)和细胞外聚合物(EPS)含量,比较不同载体材料对疏水性蛋白的吸附能力。【结果】玻璃轻石以孔径1~2 mm、粒径10~20 mm、填充率20%构建SBBR的除氮性能最优,第30 d时氨氮、亚硝氮和总氮的去除率分别可达(90.61±0.30)%、(99.45±0.08)%和(94.04±0.14)%,玻璃轻石上的VSS含量为3.87±0.11 g/L,EPS含量为80.99±0.05 mg/g-VSS,显著高于其他载体材料处理(P<0.05,下同),同时EPS中具有更高的蛋白/多糖(PN/PS)比值,有利于生物膜的形成;除氮细菌吸附试验结果,玻璃轻石可吸附(58.08±0.15)%的牛血清白蛋白(BSA),显著高于沸石(41.72±0.40)%、火山石(25.34±0.53)%、活性炭(20.68±0.13)%和SiO2颗粒(15.56±0.38)%。【结论】以玻璃轻石构建的SBBR应用于水产养殖污水处理具有良好的脱氮性能,且具有较好的除氮细菌吸附能力,是良好的生物膜技术修复水产养殖污水的载体材料。

浸没式膜-生物反应器膜面污染物性质研究

研究了浸没式平板膜-生物反应器冬季运行时的膜污染状况。结果表明,出水COD稳定,但出现了亚硝酸盐积累,总氮的去除不是很理想。凝胶过滤色谱测定结果发现,O段混合液经0.45μm滤膜过滤的滤液和膜面污染物含有重均分子量千万级以上的大分子物质,而进水中并无此类物质。环境扫描电镜和能谱分析表明,膜面无机污染物的阳离子主要包括Na、Mg、Al、Si、K、Ca和Fe。傅立叶红外光谱分析证明,膜面有机污染物主要是多糖和蛋白质等物质,而且胞外聚合物可能是造成膜面污染的主要物质之一。

浸没式厌氧膜生物反应器膜污染及控制进展

叙述了浸没式厌氧膜生物反应器(SAnMBR)的膜污染机理及过程、膜污染的影响因素及其防治方法等,归纳了防治SAnMBR膜污染的有效措施。SAnMBR的运行模式决定了膜污染对其影响将比其他MBR技术(如好氧MBR和外置式An MBR等)更为关键。认为今后的研究中,需要综合考虑废水的水质特征、微生物代谢、操作条件等多种因素以减缓膜污染;从机理上了解污染途径与种类,优化膜通量、气体冲刷、投加填料等操作条件以及选择合适的膜组件和布置方式将是SAnMBR得以可持续、经济有效、稳定运行的保证。

浸没式膜生物反应器中生物质的增殖及其对运行效能的影响

研究了浸没式膜生物反应器(sMBR)中生物质的增殖过程及其对反应器运行效能的影响.采用可编程逻辑控制器(PLC)对sMBR实现过程控制,在不排泥的情况下运行20-40d,生物质浓度达到9670mg/L,出水的各项指标达到最佳,但随着生物质的继续增殖,污泥表观黏度急剧增加,引起F/M的降低和传质困难,最终导致污泥活性降低及出水效果恶化.表观黏度与MLSS、EPS的增长趋势一致,表明这2个因素与活性污泥的表观黏度有着密切关系.采用SEM/EDS方法对不同阶段膜表面进行了观察及表面元素分析,结果表明膜表层污染物中有机物占主要部分,无机成分所占比例较小.

浸没式膜-生物反应器污泥组分对膜污染的影响

研究基于中试规模的浸没式膜-生物反应器长期运行的基础上,通过改变操作条件和工艺参数系统考察污泥组分对膜污染的影响。试验结果表明,泥龄10 d时,混合液悬浮固体、胶体物质和溶解性物质对膜污染阻力的贡献分别为24.1%、36.1%和39.8%;泥龄20 d时,混合液悬浮固体、胶体物质和溶解性物质对膜污染阻力的贡献分别为43.9%、32%和24.1%;泥龄40 d时,混合液悬浮固体、胶体物质和溶解性物质对膜污染阻力的贡献分别为50.6%、27.3%和22.1%。随着泥龄的增加,胶体物质和溶解性物质所形成的阻力之和在总阻力中所占的比例逐渐下降,但仍为膜污染的重要因素。

采用浸没式膜生物反应器处理苯胺黑药浮选废水

为了获得高效的有毒选矿药剂浮选废水的处理工艺,率先开展利用膜生物反应器(sMBR)技术来处理含苯胺黑药选矿废水,研究不同水力停留时间和不同进水药剂初始浓度对sMBR系统的处理效果影响,并考察不同进水药剂浓度对系统污泥产生的影响。结果表明:水力停留时间的延长有利于系统的处理效果的提高,经济有效的水力停留时间为3 h;高浓度苯胺黑药对系统的COD去除效果有抑制作用,同时对系统污泥的浓度和活性有一定的抑制作用。sMBR在水力停留时间为3 h的条件下稳定运行,在此条件下处理不同进水药剂浓度的COD去除率大于80%。

浸没式膜生物反应器内膜面传质特性实验

应用粒子图像测速(PIV)技术测试膜面附近的气液两相流动力学特性,在6种不同曝气强度条件下,测试得到膜面附近的液相流场数据,并计算得到膜面传质系数、浓差极化边界层厚度以及膜面切向应力等膜面传质特性参数。结果表明,曝气强度和液相速度对膜面传质特性的影响较大,在一定范围内增加曝气强度可以使得膜面传质特性加强。本文的研究结果为膜生物反应器系统的优化设计提供了研究经验和实验数据。

浸没式双轴旋转厌氧膜生物反应器的污泥特性研究

研究了新型浸没式双轴旋转厌氧膜生物反应器(SDRAnMBR)处理模拟啤酒废水的污泥特性。结果表明,SDRAnMBR的污泥活性高、旋转剪切力没有对厌氧颗粒污泥的性质造成破坏并具有性能良好的絮体;而且能有效减轻污泥浓度、EPS、污泥粘度、污泥颗粒粒径的变化对膜污染的影响,使之能在较高的MLSS(18～19.5g·L-1)、较高的EPS浓度(50.9～63.9mg·gMLSS-1)、较小的污泥颗粒粒径(4.00～36.54μm)和较大的污泥粘度(6.6～7.5mPa·s-1)时稳定运行。SDRAnMBR中由膜旋转形成的三相旋转流和厌氧颗粒污泥的协同作用,使SDRAnMBR具有性能良好的活性污泥,同时强化了膜组件的抗污染性能。

浸没式厌氧双轴旋转膜生物反应器的开发

针对浸没式厌氧膜生物反应器的膜污染问题,开发了一套内置双轴旋转膜组件的浸没式厌氧膜生物反应器。系统的容积为120 L,内装填平板超滤膜。膜组件采用双轴同向旋转,由膜旋转形成的湍流可减缓膜表面的浓差极化及凝胶层的形成,从而有效控制膜污染。与传统厌氧膜生物反应器相比,该工艺具有结构紧凑、除污效果好、能耗低和可大幅度减轻膜污染等优点。

浸没式膜生物反应器处理啤酒废水

采用浸没式膜生物反应器(MBR)处理模拟啤酒废水。考察了活性污泥的驯化过程,同时考察了不同水力停留时间(HRT)下膜生物反应器对啤酒废水的去除效果及稳定性,确定最佳的水力停留时间(HRT)为10h。在此条件下,当进水CODCr在732.5～1544mg/L时,CODCr的平均去除率达97.02%;进水NH3-N在25.65～41.41mg/L时,的平均去除率为84.69%。实验结果表明,MBR工艺具有很强的耐冲击负荷能力,采用MBR工艺处理啤酒废水技术可行,实验结果可为工业规模应用提供技术参考。

浸没式双轴旋转厌氧膜生物反应器的膜污染机理研究

试验研究了新型浸没式双轴旋转厌氧膜生物反应器处理啤酒废水的膜污染机理.分析了膜阻力分布情况和膜污染速率及稳定运行时膜过滤阻力随运行时间变化的阻力模型.结果表明,最初很短时间内膜污染受膜孔堵塞模型控制,之后受泥饼层阻力模型控制,后一阶段是膜污染的主要控制阶段.经过146天的运行,膜污染较轻,过滤阻力随时间增大的速率非常缓慢,并在一定膜转速下,过滤阻力保持不变.证实了系统由双轴旋转膜组件形成的湍流可削弱膜表面的浓差极化及泥饼层的形成,从而有效地控制膜污染.

浸没式膜-生物反应器中污泥浓度对错流速度及传氧速率的影响

研究了浸没式膜-生物反应器中污泥浓度与膜面错流速度以及传氧速率之间的关系。结果表明,污泥浓度的提高使传氧速率系数下降,当污泥浓度从4.5g/L变化至21.5g/L,传氧速率系数从0.565降低至0.155。根据气液反应器理论进行传质分析表明,传氧速率系数的降低主要是由于污泥浓度增大引起了混合液粘度增大所致。同时污泥浓度的上升会导致膜面错流速度的降低,不利于控制膜污染。

浸没式中空纤维膜生物反应器的膜污染及防治对策

膜污染是浸没式膜生物反应器(SMBR)工艺中普遍存在的问题,是影响SMBR稳定运行的关键因素.从微观和宏观两方面分析了SMBR的膜污染的机理,综述了国内外控制膜污染问题的最新研究进展,包括膜自身性质的改进、膜组件及反应器结构的优化、污泥混合液特性的改善、工艺运行条件的优化及膜清洗技术的发展,在此基础上指出了目前关于膜污染问题研究的不足及未来的主要发展方向.