缺氧/好氧膜-生物反应器处理高浓度含碳和氮工业废水

采用缺氧 /好氧膜 生物反应器 (MBR)处理高浓度含碳和氮工业废水 ,在缺氧反应器的水力停留时间 (HRT)为 5h ,好氧MBR的HRT分别为 1 5、1 0、6h时 ,考察了系统的同时除碳脱氮性能。结果表明 ,好氧MBR的HRT在试验范围内对系统的处理效果没有明显影响 ,即使MBR的HRT降低到 6h,系统对化学需氧量 (COD)、氨氮和总氮的去除率仍可达到 94%、90 %和 73 %以上 ,出水水质达到国家一级排放标准 ;系统中的生物反应对有机物和氮的去除起主要作用 ,但膜对混合液上清液COD有一定去除 ,主要对相对分子质量大于 1 0万的有机物有截留 ;由于膜的高效截留作用 ,MBR中可保持高浓度的污泥量和高硝化活性 。

厌氧-缺氧生物膜反应器/脉冲生物滤池/多孔介质生态滤床工艺处理校园生活污水探究

农村污水治理是改善人居环境、实施乡村振兴战略的重点工作,乡镇中学污水治理是农村污水治理的重要环节。针对乡镇中学生活污水排放的特点,从降低能耗、操作的复杂性、维修养护的繁琐性、符合生态文明及生态宜居大背景的要求出发,优化组合形成“厌氧-缺氧生物膜反应器-脉冲生物滤池-多孔介质生态滤床”生活污水处理工艺,并应用于安徽省寿县堰口镇某中学生活污水处理工程。该工程对小水量分散式校园污水治理与循环利用具有示范作用。

生物炭强化厌氧膜生物反应器处理废水性能的研究进展

厌氧膜生物反应器(AnMBR)因其在各种废水处理中对有机物的高效降解和能量的回收能力而受到研究者的广泛关注。生物炭具有优异的吸附和导电能力,将其添加在AnMBR中用于厌氧消化处理污废水,可以提高反应器性能并促进能源回收。基于此,系统综述了生物炭的制备和改性方法对生物炭性能影响的研究,以及近年来利用生物炭强化AnMBR处理性能的研究进展,并主要讨论了生物炭在AnMBR中的作用及主要机制,指出了目前生物炭强化AnMBR研究存在的问题和未来的发展方向,为生物炭强化AnMBR处理废水提供理论依据与技术参考。

单级固定床生物膜反应器主流厌氧氨氧化快速启动性能

主流厌氧氨氧化(Anammox)是城市污水脱氮的热点和难点问题。本研究采用单级固定床生物膜反应器(SFBR)处理模拟城市污水,通过间歇运行切换和微氧(DO:0.4~0.7mg/L)控制,65天后成功启动Anammox。系统对氨氮和总氮去除率分别达98.8%和92.6%。此时生物膜结构致密,呈现红色。微生物活性测试发现,厌氧氨氧化菌活性在所有功能菌活性中最高。高通量测序证实厌氧氨氧化菌(Candidatus Brocadia)、短程反硝化菌(Thauera)和硝化菌(Nitrospira)共存,而未检测到氨氧化菌。amoA功能基因扩增子测序进一步分析表明,Nitrospira实际为全程氨氧化菌(Comammox)。因此,系统是在具有氧分层的生物膜内通过全程硝化/短程反硝化/厌氧氨氧化途径耦合实现城市污水脱氮。研究结果为主流Anammox快速实现提供了一种新的工艺思路。

厌氧膜生物反应器出水溶解甲烷回收研究进展

厌氧膜生物反应器(AnMBR)是一种能耗低、处理效率高的污水处理技术.然而,受温度、污泥龄、水力停留时间等工艺参数的影响,生成的甲烷大量溶解在出水中形成过饱和溶液,并随出水排放至环境中,造成了能源物质损失和温室气体排放.若将溶解甲烷有效回收,其可作为补充能源或脱氮碳源原位利用,具有重要的应用价值.为了实现AnMBR出水溶解甲烷有效回收或再利用,本文阐述了目前3种主流回收溶解甲烷技术(膜回收技术、反硝化厌氧甲烷氧化技术、微生物燃料电池)的原理、回收效能和局限性.在此基础上,评估了AnMBR处理污水全过程的碳足迹,并针对AnMBR出水溶解甲烷回收的未来研究进行了展望.本研究可为双碳背景下AnMBR技术实现能量盈余和资源回收提供理论依据和技术参考.

厌氧膜生物反应器的发展及其耦合厌氧氨氧化脱氮的研究综述

由于厌氧膜生物反应器(AnMBR)在水中有机物资源化利用方面具有独特的优势,逐步成为污水处理领域的研究热点。从反应器与膜组件的配置、有机物的去除以及产甲烷率等方面讨论了影响AnMBR运行效果的主要因素。结合污水深度脱氮的需求,探讨了厌氧氨氧化(ANAMMOX)自养脱氮与AnMBR的耦合技术。介绍了国内外相关耦合工艺的应用形式,总结了关于该耦合工艺最新的研究方法、运行效果等,展望了该技术在污水处理领域的应用前景。

移动床生物膜反应器内典型水质因素对氧转移能力的影响

在污水处理节能降耗与“双碳”战略背景下,为进一步实现污水处理环节的提质增效与节能降碳,从提高氧转移能力的角度出发,在移动床生物膜反应器内,开展了水质因素对氧转移能力的影响研究,并从气泡Sauter平均直径、气泡平均上升速度和气含率等方面,定量分析了氧转移能力影响机制。结果表明:当十二烷基硫酸钠(SDS)浓度由0增大至10 mg/L时,不同载体填充率条件下的氧转移能力均降低;但当SDS浓度由12增大为20 mg/L时,氧转移能力逐渐提高;生物膜载体的存在削弱了SDS对氧转移能力的影响。当总溶解性固体(TDS)值由2000增大至12000 mg/L时,提高了氧转移能力;当TDS值大于12000 mg/L后,氧转移能力趋于不变。随着pH值增大,提高了氧转移能力。在实际污水处理过程中,根据不同水质条件下的氧转移能力变化,通过调节曝气强度等方式,可降低污水处理环节的能耗与成本。

中试厌氧膜生物反应器处理养猪废水效能与微生物群落演替

采用中试规模外部浸没式厌氧膜生物反应器(Anaerobic membrane bioreactor, AnMBR)处理实际养猪废水,考察了在不同水力停留时间(Hydraulic retention time,tHR)污泥质量浓度和沉降性能的变化以及对污染物的去除效果,分析了细菌和古菌群落结构的变化。结果表明,混合液悬浮固体(MLSS)质量浓度与混合液挥发性悬浮固体(MLVSS)质量浓度均呈现逐步上升趋势,MLVSS与MLSS质量浓度的比值保持在0.40~0.85。在tHR为5 d时,总化学需氧量去除率达80%±6%,溶解性化学需氧量占总化学需氧量去除率的55%,AnMBR对NH+4-N和总磷的去除效果不明显。古菌中甲烷囊菌在AnMBR启动调试期占优势,甲烷丝菌和甲烷螺菌在运行稳定期占优势,而调试运行期的优势菌种主要有草螺菌和嗜糖假单胞菌属,总体而言,运行稳定期的细菌总数和群落多样性均高于启动调试期。

低碳水处理与资源化技术:厌氧膜生物反应器(AnMBR)的特性、应用与新技术简介

厌氧膜生物反应器(AnMBR)集成了厌氧生物处理的高效率和膜技术的精准选择性,开创了污水处理技术的新篇章。在当前全球环境保护意识和资源循环利用需求日益加强的背景下,AnMBR技术不仅响应了追求低碳水处理的趋势,还在资源回收利用方面展示了广阔的发展前景。本文详细探讨了AnMBR的原理、操作优势以及其在当下的应用实践,并阐述了AnMBR技术在推广过程中面临的技术挑战和最新的科研进展。即便AnMBR在商业化应用中仍存有挑战,但得益于科学研究的不断深入和技术创新的推动,这些挑战正被一一克服。基于AnMBR的新技术开发与应用为实现废水资源化利用与推动循环经济方面提供了有力支持。AnMBR技术在提高污水处理效率、减少碳排放,以及促进能源和资源的可持续利用方面取得了突破性进展,预示着水处理技术正在向更加绿色、高效的方向发展,对未来水资源管理与环境保护具有深远意义。

基于反向传播神经网络的电化学强化厌氧膜生物反应器膜污染预测模型

厌氧膜生物反应器(AnMBR)在高效处理污水的同时能够捕获污水中的能量,产生清洁能源甲烷,对实现“碳中和”目标具有重要意义。膜污染问题是制约AnMBR在市政污水中大规模工程应用的首要挑战。基于电化学调控的AnMBR是实现膜污染控制耦合高效产能的一种潜在途径。本文构建了电化学强化AnMBR反应体系,收集反应器连续运行试验数据,基于反向传播神经网络(BPNN)理论,建立单层多节点隐含层的BPNN模型。采用两种不同方式分割数据集,经过多次训练实现模型性能的优化,可将已有水质时间序列数据作为输入,对未来的膜污染时间序列进行预测。结果表明,跨膜压差(TMP)与pH值、氧化还原电位(ORP)未呈现出显性关联,但其本身表现出典型的时间序列数据特性。所构建的BPNN膜污染预测模型误差能够达到1e-10以下,预测精确度接近100%,可为电化学强化AnMBR系统的运行管理提供有力的支持。

污水处理过程中溶解氧浓度对好氧生物膜反应器性能影响的实验研究

本研究旨在探究溶解氧浓度对好氧生物膜反应器性能的影响。通过一系列实验发现,不同溶解氧浓度下反应器的去除效率存在显著差异。结果显示,在一定范围内,较高的溶解氧浓度有助于提升废水处理效率,但过高的溶解氧浓度可能导致反应器性能降低。这些发现为优化好氧生物膜反应器的运行提供了重要参考。

缺氧生物膜转型厌氧氨氧化生物膜培养与富集特性

接种西安市某污水处理厂缺氧池生物膜构建升流式厌氧固定床生物膜(UAFB)反应器从而富集培养厌氧氨氧化(Anammox)生物膜,通过测定生物膜Anammox活性和酶活性并进行高通量测序分析,探讨城市污水处理厂现有填料转型培养Anammox生物膜的可行性及生物膜内菌群演替规律.结果表明,经29d培养后的UAFB-Anammox反应器TN去除率高达76.22%,快速启动成功;负荷提升阶段,表面氮负荷(SNLR)由0.23g/(m^(2)·d)提升至2.59g/(m^(2)·d),最大Anammox活性维持2.15g/(m^(2)·d),TN去除率高达83.68%.Illumina MiSeq测序结果发现,富集后的生物膜中优势菌属为Ca.Brocadia,相对丰度为33.38%,富集效果明显.同时缺氧生物膜上反硝化菌Denitratisoma以Anammox的产物NO_(3)^(-)-N为基质,逐渐与AnAOB形成共生存关系.这说明利用城市污水处理厂现有缺氧生物膜可以快速培养Anammox生物膜,对Anammox工艺在城市污水处理厂升级改造中的应用提供一定参考.

膜-生物反应器污泥缺氧反硝化过程中SMP的形成

在不同C/N比下,研究了膜-生物反应器在缺氧状态下溶解性微生物产物（SMP）的形成规律.结果表明,不同C/N比的反硝化过程,随着底物的降解,SMP都呈现不同程度的累积,且高C/N比下的合成量（9~10mgCOD/gVSS）高于低C/N比下的合成量（3~4mgCOD/gVSS）.从SMP的组分来看,不同C/N比下糖类的代谢规律相似,蛋白质则随着C/N比的升高其含量占SMP总量的比例增加,成为膜污染潜在的主要贡献者.随着反硝化过程的进行,体系中亚硝酸盐的累积对SMP的形成没有影响.

缺氧-好氧-膜生物反应器处理人粪尿工艺研究

研究采用处理规模为4L/d的缺氧-好氧-膜生物反应器组合工艺处理人粪尿。试验运行稳定,技术可行,在硝化段水力停留时间为90d,DO的质量浓度为1.8～3.0mg/L,pH值为7.5～8.0;反硝化段DO的质量浓度不大于0.4mg/L,pH值为7.0～7.5的条件下,对CODCr,氨氮,总无机氮的平均去除率分别保持在97%,98%和97%以上,明显高于二级生化工艺。同时利用稳态数据与动力学方程,对,YKd,vmax,KS4个动力学参数进行了求解。

缺氧-平板膜生物反应器处理焦化废水的研究

采用缺氧(A)-平板膜生物反应器(A-MBR)中试设备于不同负荷下连续运行处理实际焦化废水,并与柳钢缺氧-好氧(A-O)活性污泥处理工艺的去除效果进行了对比。结果表明,运行期间A-MBR工艺的处理效果优于A-O工艺。随着运行负荷的不断提高,A-MBR工艺对COD去除率基本高于A-O工艺。A-MBR工艺对NH3-N、酚类和氰化物均有较高的去除率,化学在线清洗可有效缓解平板MBR膜污染。

HRT对缺氧-动态膜生物反应器处理海水养殖废水的影响

采用缺氧-动态膜生物反应器处理海水养殖废水,研究不同水力停留时间(HRT)下,其化学需氧量(CODMn)降解和反硝化过程.结果表明:当HRT为4h,总氮(TN)的去除率为72%,CODMn的去除率为71%;当延长HRT到8h,TN和CODMn去除率略有增加;当HRT大于10h,CODMn的去除率保持稳定在87%;随着HRT的延长,减缓了膜污染的进程,当HRT达到10h以上,膜反冲洗周期稳定在9d.当HRT大于10h,所处理的出水水质能够达到国家标准SC/T 9103-2007《海水养殖水排放要求》的二级排放标准.

重力驱动式动态膜生物反应器的膜清洗再生方式优化研究

构建了重力驱动式好氧动态膜生物反应器(DMBR)处理生活污水,比较不同物理清洗方法(空气反冲洗、表面刷洗和组合方式)对动态膜再生的影响,探究了动态膜的形成过程和过滤机理,解析DMBR的污染物去除性能。研究结果表明,动态膜的形成伴随着出水颗粒物粒径的不断减少,5 min后颗粒粒径分布基本稳定,动态膜形成阶段符合滤饼过滤模型,稳定运行阶段符合标准过滤模型。DMBR对浊度、NH_(4)^(+)-N、COD和SCOD的平均去除率分别为99.6%、94.0%、93.2%和82.8%。空气反冲洗辅助刷洗不仅可以去除微网表面的污染层,还可去除对DMBR长期运行有影响的污染物,五个过滤周期的初始通量恢复率均达到93.1%以上。

厌氧/缺氧/好氧-膜生物反应器对焦化废水中萘的去除研究

为了考察膜生物反应器(membrane bioreactor,MBR)对焦化废水中萘的去除特性,采用小试规模厌氧/缺氧/好氧-膜-生物反应器(A_1/A_2/O-MBR)系统处理实际焦化废水,研究了萘在A_1/A_2/O-MBR处理系统中的存在特性与去除效果。研究结果表:A_1/A_2/O-MBR系统能有效去除焦化废水中的萘,当进水的质量浓度为(265.5±119.0)μg/L时,去除率为(99.4±0.5)%,出水的平均质量浓度为(0.95±0.59)μg/L。生物处理是A_1/A_2/O-MBR系统水相中萘去除的主要途径,膜的截留对萘没有强化去除作用。

膜生物反应器处理技术在污水处理中的应用

设计了一个一体式厌氧膜生物反应器装置,通过厌氧污泥驯化与培养、最佳运行参数确定、膜生物反应器快速启动三个阶段运行处理污水。实验结果表明,生物反应器的COD去除率稳定在80%以上,在实际污水处理中具有良好的应用效果。

厌氧膜生物反应器处理市政污水的产甲烷性能及微生物代谢特征

厌氧膜生物反应器(anaerobic membrane bioreactor,AnMBR)作为一种新型厌氧处理技术,可高效去除污水中的有机物并以CH4的形式回收再利用,降低污水处理能耗与碳排量,助力实现“双碳”目标.为评估AnMBR处理市政污水时的能源回收潜力,进一步揭示处理系统工艺特性,考察了不同水力停留时间(hydraulic retention time,HRT)下AnMBR处理市政污水的污染物去除及产甲烷性能、微生物代谢产物及微生物群落组成特征.结果表明:(1)在室温条件下,HRT从24 h缩短至3.2 h过程中反应器均可实现高效的化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)去除与产甲烷性能,COD去除效率稳定在95%以上,进水77%以上的COD转化为CH_(4),出水COD浓度低至(21.2±7.8)mg/L.(2)反应器中溶解性微生物代谢产物(soluble microbial products,SMP)浓度为70~200 mg/L(以COD计),蛋白质/多糖(含量比,下同)为4.3~5.5,远高于胞外聚合物中的蛋白质/多糖(2.0~4.0),膜污染潜力高.(3)微生物群落分析发现,产甲烷古菌与细菌的丰度比与固体停留时间(solid retention time,SRT)呈显著负相关(P<0.05),且不同粒径颗粒中微生物群落组成差异显著,产甲烷古菌在粒径≥10μm的颗粒中丰度较高,维持混合液挥发性悬浮固体浓度(MLVSS)在8.0~11.5 g/L之间、SRT在60~80 d之间可避免功能菌群失衡.研究显示,AnMBR处理市政污水可实现良好的污染物去除效果与产甲烷性能,但过长的SRT会导致污泥浓度过高、SMP浓度增大以及产甲烷古菌丰度降低,影响反应器高效稳定运行.