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。

膜生物反应器(MBR)技术在城市污水处理中的优化探讨

本文主要以某实际项目为例,对膜生物反应器技术在现代城市污水处理中的优化进行分析。包括本次所研究的某城市污水处理项目概况,以及城市污水处理中的膜生物反应器技术优化分析。经分析可知,在对膜生物反应器技术进行优化时,研究者与技术人员首先需要结合实际情况来确定基本的优化思路,然后再以此为依据,科学制定优化方案。通过这样的方式,才可以获得良好的优化效果,满足现代城市污水处理的实际需求。

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。

重力流膜生物反应器处理农村污水效能与机制

重力流膜生物反应器(GDMBR)具有低能耗、低维护和出水稳定的工艺特点,然而,目前关于利用GDMBR直接处理农村污水的相关研究较少,为此,探究GDMBR处理生活污水的通量变化规律、污染物去除效能以及不同膜孔径对其的影响。结果表明,GDMBR处理生活污水时可在无反冲洗条件下长期稳定运行,稳定通量为1.3~1.5 L/(m~2·h)。这是由于膜表面生物滤饼层内形成了疏松多孔结构,且膜孔内污染物含量极低。GDMBR工艺可在较低污泥质量浓度的前提下实现对COD和UV_(254)的高效去除,去除率分别为78%和85%,并有效保留污水中的氮源和磷源。此外,不同膜孔径对GDMBR工艺除污染效能的影响甚微,但微滤膜构成的GDMBR系统的稳定通量略高于超滤膜系统。

电化学-膜生物反应器强化污废水处理的研究进展

电化学耦合膜生物反应器(EMBR)是新兴的污废水处理技术,除了能够高效去除常规污染物,EMBR在去除微污染物和病原微生物、缓解抗生素抗性基因增殖、控制膜污染和回收生物能源与资源等方面也具有显著的优势。综述了EMBR工艺的原理及特点、污废水处理效能、能源与资源回收效果、膜污染控制和技术挑战。为了推动EMBR的工程应用,未来仍需开发具有高导电性、生物相容性的电极材料,优化反应器构型和操作条件,以持续提升对污废水的处理效能。

膜生物反应器(MBR)处理不同浓度高硫酸盐有机废水污泥性质和膜污染研究

针对食品加工过程中产生的高SO_(4)^(2-)的高浓度有机物废水,采用膜生物反应器(MBR)工艺对其进行处理研究,分别考察了1.6%和2.6%SO_(4)^(2-)浓度下反应器运行性能、污泥性质和膜污染变化情况.经过110d的运行时间对比发现,1.6%SO_(4)^(2-)浓度下MBR获得的最大有机负荷为1.0kg(md)COD,其化学需氧量(COD)、氨氮和总氮的去除率分别为97.2%、92.5%和89.5%.2.6%SO_(4)^(2-)浓度下微生物受到的抑制更强,其获得的最大有机负荷仅为0.5kg(m^(3)·d)^(-1)COD,其COD、氨氮和总氮的去除率分别为96.3%、82.6%和80.7%.此外,SO_(4)^(2-)浓度为1.6%的反应器在更高的膜运行通量下,膜污染速率反而比2.6%系统更慢.进一步分析其污泥性质发现SO_(4)^(2-)浓度为1.6%系统内的混合液悬浮固体浓度(MLSS)和挥发性悬浮固体浓度(MLVSS)稳定在7.1g·L^(-)和5.9gL左右,MLVSS/MLSS值较初始污泥有所提高,从80.2%升高到83%.SOO_(4)^(2-)浓度为2.6%体系内MLSS和MLVSS稳定在6g·L^(-)和4.5g·L^(-)左右,MLVSS/MLSS较初始污泥有所降低,最终稳定在75%左右.较低的MLSS和MLVSS/MLSS加速了膜表面滤饼层的形成,导致2.6%SO_(4)^(2-)系统膜污染更快.经过长期的高盐环境驯化后,1.6%SO_(4)^(2-)和2.6%SO_(4)^(2-)系统成熟污泥的溶解性微生物产物(SMP)和结合性的胞外聚合物(BEPS)均有所上升,SMP从13.5mg:g VSS上升到20.4mgglVSS和65.3mgglVSS,BEPS从36.9mgglVSS上升到181.8mggVSS和227.3mg·g^(-1)VSS.2.6%SO_(4)^(2-)系统的SMP和BEPS的值均大于1.6%SO_(4)^(2-)系统,从而使得2.6%SO_(4)^(2-)系统的TMP上升加快,膜污染加剧.1.6%系统MBR中污泥粒径从接种时的82.3μm增加至125.84μm,而2.6%SO_(4)^(2-)系统中污泥粒径降至78.23μm.相较于1.6%SO_(4)^(2-)系统,2.6%SO_(4)^(2-)系统的污泥粒径更小,更容易堆积于膜表面,使得滤饼层更加紧致,加速了膜污染的形成.两套装置的膜阻力都主要来源于外部阻力,但2.6%SO_(4)^(2-)系统的内部阻力占比较1.6%SO_(4)^(2-)系统更高.综上,不同盐度对MBR体系的运行效能、污泥性质及膜污染情况具有显著的影响.因此本研究可为MBR应用于高盐高浓度有机物废水的处理提供理论基础和实践指导.

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。

膜曝气生物膜反应器脱氮性能研究

膜曝气生物膜反应器(MABR)有效地将生物膜法技术和膜分离技术结合在一起,在污水脱氮方面潜力巨大。以MABR处理模拟生活污水和豆制品加工废水,着重考察了MABR的稳定性及脱氮性能。结果表明,在HRT=12 h、曝气压力=10 kPa和C/N=5时,MABR对模拟生活污水处理效果最佳,COD、氨氮、TN的平均去除率分别为92.0%、86.5%、83.3%。而在HRT=8 h和曝气压力=10 kPa时,MABR对豆制品加工废水处理效果最佳,COD、氨氮、TN的容积负荷分别为1320、125.5、184 g(/m^(3)·d),平均去除率分别可达到84.2%、81.5%、79.7%,优于传统生物膜法脱氮。

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。

膜曝气生物膜反应器处理合流制溢流污水的实验研究

以聚丙烯复合材料经熔融拉伸制成的帘式超薄微孔中空纤维膜为载体,构建膜曝气生物膜反应器装置处理合流制溢流污水,研究在不同水力停留时间、曝气压力、水流流速条件下,膜曝气生物膜反应器对水体中污染物COD、NH_(4)^(+)-N、TN的去除率。结果表明:膜曝气生物膜反应器对水体中各项污染物均有较好去除效果。水力停留时间为12 h时,COD、NH_(4)^(+)-N、TN去除效果较好,去除率分别为80.8%、82.4%、65.4%;水力停留时间为8 h时,TP去除效果达到34.2%,后期逐渐趋于平缓。溶解氧浓度随曝气压力增加而增加,曝气压力达到25 kPa之后COD、NH_(4)^(+)-N达到较佳的去除率,平均去除率分别为82.2%、84.1%;而TN去除的最佳曝气压力为15 kPa,去除率为70.0%。水流流速为0.03 m/s和0.05 m/s时,反应器整体运行效果较好,对COD、NH_(4)^(+)-N、TN的平均去除率分别为81.8%、83.5%、67.8%。

人工海水条件下移动床生物膜反应器快速挂膜启动试验

海水循环水产养殖系统中,生物膜反应器的挂膜时间通常较长。为实现人工海水条件下移动床生物膜反应器(moving-bed biofilm reactor,MBBR)滤片的快速挂膜,通过搅拌滤片,采用低成本的海水配方、专用营养液以及选择多样化的菌种等方法和措施进行了试验,并建立了以氨氮、亚硝酸盐氮水平、滤片颜色和孔隙生成物为指标的评估体系。试验结果表明,相比于化学营养组的56 d,发酵营养组经过46 d即完成了挂膜。挂膜过程中氨氮质量浓度最高为20.36~25.12 mg/L,亚硝酸盐氮质量浓度最高为45.28~53.20 mg/L。

自动清洗高效生物膜反应器设计与性能

在乡村振兴建设和提高农民生活水平的背景下,如何有效地处理好农村生活污水已是当务之急。设计的自动高效生物膜反应器启动时,采污水处理厂污水流,进水达到以下条件:COD为339.2 mg/L±93.2 mg/L、NH_(4)^(+)-N为46.3 mg/L±12.1 mg/L、TSS为123.1 mg/L±30.9 mg/L。在启动自清洗高效生物膜反应器的10天,同步上升的COD和NH_(4)^(+)-N的去除率趋势明显,并最后去除率达80%、90%以上。表明该系统能较好地适应于水质波动较大的污水,系统污水处理达到农村水质处理二级标准。

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。

中国城镇供水排水协会关于发布团体标准《城镇污水移动床生物膜反应器处理技术规程》的公告 中水协标字[2024]第6号

现批准《城镇污水移动床生物膜反应器处理技术规程》为团体标准,编号T/CUWA50057-2024,自2024年6月1日起实施。本标准由中国城镇供水排水协会组织中国计划出版社出版发行。

城市污水处理厂进水水质分析及MBR膜生物处理工艺研究

为提高城市污水的处理效率,在分析了某城市污水处理厂进水水质指标的基础之上,对目标城市污水开展了MBR膜生物处理工艺技术研究,并对其处理效果进行了分析。结果表明,目标城市污水处理厂进水水样中污染物的浓度较高,其中COD、NH_(3)-N、TN、TP、SS的平均浓度分别为202.8mg·L^(-1)、38.3mg·L^(-1)、50.8mg·L^(-1)、6.1mg·L^(-1)、261.6mg·L^(-1)。采用MBR膜生物处理工艺对目标城市污水进行处理后,12个月的出水水质中污染物的含量均大幅降低,其中COD、NH3-N、TN、TP、SS的浓度平均值分别为9.82mg·L^(-1)、0.94mg·L^(-1)、8.41mg·L^(-1)、0.35mg·L^(-1)、1.93mg·L^(-1),各项指标均能达到国家标准GB 18918-2002中的一级A标准要求。研究结果认为,MBR膜生物处理工艺对目标城市污水具有较好的处理效果,可为同类城市污水的高效处理提供一定的借鉴。

膜生物反应器(MBR)膜结垢问题的研究进展

膜生物反应器(MBR)是一种结合膜分离、微生物降解的高效污水处理技术。虽然目前对其工艺原理、技术升级、性能优化等方面有很大进展,但由于膜结垢引起的膜堵塞问题仍然是限制其发展的重要因素。对MBR结垢的原因、机理进行整理分析,并对国内外解决膜结垢问题的方法进行综述,为MBR工艺在膜污染方面的突破提供理论支持与经验参考。

某污水处理厂MBR膜生物反应器工艺分析

在科学技术的发展下,MBR工艺作为应用于污水处理中的新工艺,其充分融合生物反应器以及膜过滤技术,尽可能保障污泥量。与传统工艺相比,在出水水质完全相同的状况下,MBR工艺具备更高的容积负荷,能够充分节约生化池占地。文章围绕某污水处理厂MBR膜生物反应器工艺进行探讨,首先介绍了工艺的基本概念和应用优势,然后具体对该工艺中重要的两个部分,即A/A/O生物反应池和MBR膜池的设计展开分析,希望为相关人员带来一些参考。

MBR膜生物反应器在农村污水处理中的应用

农村污水处理是环境治理工程中的主要内容,由于农村生活污水排放量的不断增加且其具有分散性特征,因此具有一定的治理难度。MBR膜生物反应器作为水处理环境工程中主要设备,其在应用过程中具有技术难度低、运行成本低、占地面积小等优势。基于此,本文以A县某农村地区的分散式生活污水处理工程为研究背景,重点对MBR膜生物反应器在处理农村污水中的有效应用路径进行探究。

膜生物反应器(MBR)在酱香型白酒生产废水处理中的应用研究

本文通过污水处理厂监测数据,研究膜生物反应器在酱香型白酒生产废水处理厂中对生产废水COD、氨氮、总磷、总氮的去除效率,结果表明,各轮次生产废水COD去除效率均在50.00%以上,氨氮去除效率均在95%以上,总磷去除效率均在51%以上,总氮去除效率均在80%以上。同时根据目前国内膜生物反应器的污染特性,结合现有污水处理厂膜生物反应器的实际情况,详细阐述了膜生物反应器的清洗过程。