MBR与HMBR除污效能及相关功能微生物对比研究

复合式膜生物反应器(Hybrid membrane bioreactor,HMBR)是在膜生物反应器(Membrane bioreactor,MBR)中引入悬浮生物膜载体。利用高通量测序及相关分析软件筛选出具有降碳、脱氮、除磷功能的微生物,对比HMBR、MBR内微生物群落结构差异,结合两种反应器各自最优工况下对污染物去除效果,探究二者除污效能存在差异的原因。试验结果表明,HMBR的除污性能优于MBR,且MBR与HMBR污染物降解机制不同。HMBR拥有更优运行性能的原因在于HMBR内部拥有物种更加丰富、分布更加均匀、数量更多的微生物群落,相关功能菌在HMBR内增殖明显,尤其是悬浮填料的投加带来了功能菌的额外增量,从而提升了HMBR的污染物降碳、脱氮、除磷效能。

A／HMBR组合工艺处理生活垃圾中转站废水

采用厌氧—复合式膜生物反应器(A/HMBR)组合工艺处理模拟生活垃圾中转站废水,考察了水力停留时间和回流比对COD、NH3-N、TN去除效果的影响。结果表明,在水力停留时间为42h、回流比为3时,系统对COD、NH3-N、TN的去除率最高,分别为95%、89%、78%。复合式膜生物反应器中膜污染的主要原因为溶解性有机物对膜孔的堵塞。

HMBR处理生活污水实现短程硝化反硝化研究

在DO质量浓度为1.5 mg/L、温度为28℃等条件下,NO2--N积累率>50%,系统实现短程硝化。硝化率为77.35%,反硝化率83.25%,SND率64.74%,HMBR实现同步短程硝化反硝化。COD平均去除率为91.61%,NH3-N去除率77.34%,TP去除率45.13%,且膜对COD、TP有截留作用。在系统实现耦合作用后对有机物有去除效果。

污泥龄对HMBR中S-EPS及膜污染的影响

采用4台复合式膜生物反应器(HMBR)处理生活污水,研究了污泥龄(SRT)对溶解性胞外聚合物(SEPS)及膜污染的影响。结果表明,SRT对S-EPS有重要影响,当SRT由10 d延长到20 d时,S-EPS降低了6.8%;继续延长SRT到30 d和60 d,S-EPS基本保持稳定。S-EPS对活性污泥物理性能影响较大,它与Zeta电位、污泥絮凝沉淀性能及滤饼层比阻具有较强的相关性。当SRT为20 d时,随着S-EPS的减少,膜过滤阻力明显降低,膜总阻力仅为1.9×1013m-1,膜组件过滤周期为99 d。

污泥龄对HMBR中LB-EPS及膜污染的影响

采用复合式膜生物反应器(HMBR)处理生活污水进行中试,研究了污泥龄(SRT)对松散附着性胞外聚合物(LB-EPS)及膜污染的影响。结果表明,SRT对LB-EPS、ζ电位以及活性污泥的絮凝与沉淀性能均有重要影响。在4种SRT(10、20、30、60 d)中,当SRT为20 d时的LB-EPS含量最低、ζ电位最高、活性污泥的絮凝与沉淀性能最好。滤饼层污泥主要来源于活性污泥,活性污泥性能的改善会提高滤饼层过滤性能,降低膜过滤阻力。当SRT为20 d时的滤饼层比阻最低,膜过滤总阻力最小。

颗粒填料复合式膜生物反应器(HMBR)技术研究

膜污染是制约膜生物反应器(MBR)工程化应用的瓶颈。针对现有MBR存在的缺点,本文提出了新型的颗粒填料复合式膜生物反应器(HMBR),并介绍了HMBR在工业废水处理中的应用。通过分析悬浮颗粒物在膜表面的沉积条件,从流体力学、微生物学、水处理工艺学、亚微观动力学等方面对HMBR的性能和特点进行了详细阐述,表明颗粒填料可以有效地减缓膜污染和提高膜生物反应器过滤性能。

HMBR内微生物群落结构分析及功能菌脱氮机理

在SRT=30 d、HRT=10 h的工况下运行HMBR装置,采集膜丝表面、填料表面和混合液中活性污泥,使用高通量测序来检测分析3个位置的活性污泥微生物群落结构,比较三者之间的群落结构和脱氮功能菌的差异,并从微生物功能角度解析HMBR的脱氮机理。结果表明,HMBR系统中的优势类群为Proteobacteria,占克隆子总数的62.18%,存在于悬浮填料和混合液中从属于Bacteroidetes的Anaerolineaceae、Flavobacterium、Nitrosomonas和Nitrospira,可以起到强化脱氮的作用。

HMBR反应器处理高浓度氨氮废水影响因素研究

实验讨论了在以甲壳素为载体的复合式膜生物反应器中,有机负荷、溶解氧、pH值、碱度等因素对氨氮废水硝化反应的影响,确定了系统运行的最佳条件。实验结果表明,进水氨氮质量浓度为500 mg/L,运行条件满足COD/NH4^＋-N≤0.6,DO≥4.0 mg/L,pH=7.78-8.33,碱度/NH4^＋-N≥8.0时,氨氮去除率接近100%。

膜-复合式生物反应器组合系统操作条件及稳定运行特性

对膜－复合式生物反应器的操作条件和稳定运行特性进行研究，采用平板式聚丙烯腈超滤膜进行实验，适宜操作压力为０．１５ＭＰａ；适宜膜面流速为１．４—１．７ｍ／ｓ；ＨＲＴ至少可以控制在４ｈ；悬浮污泥浓度是影响膜通透量的重要因素之一，适宜值为２—２．５ｇ／Ｌ左右．系统长期稳定运行可达６０ｄ以上，ＣＯＤ和ＮＨ３－Ｎ去除率均可达９５％以上，运行过程中未发现微生物代谢产物的明显积累，但污泥的活性有所降低．

复合式膜生物反应器的小区污水回用试验研究

采用复合式膜生物反应器 (HMBR)工艺进行了小区污水处理和回用的试验研究 .工艺设计的特点为通过曝气对水流的循环作用实现膜表面截留的污泥与硝化液的自动回流 ,简化A/O系统的运行 .该工艺环境影响因素的分析表明系统温度为 2 5℃左右、进水 pH值为 6 1～ 7 0、DO为 1 0～ 1 5mg/L时 ,HMBR能够有效地去除水中的COD、BOD5、NH4+ -N和TN ,平均去除率分别为 94 5 %、99 3%、99 4 %和 84 7% ,并且膜出水中检测不出SS和大肠菌群 ,浊度 <2NTU .出水满足CJ2 5 1- 89《生活杂用水水质标准》 ,经消毒后可用于小区绿化、冲厕、扫除。

化学絮凝预处理对膜生物反应器膜污染的影响

以生活污水为原水,对复合式膜生物反应器(HMBR)与传统膜生物反应器(CMBR)进行了对比研究,探讨化学絮凝预处理对膜污染和除污效果的影响。结果表明,相对于CMBR系统,HMBR系统的膜污染速率很低,在近50d的运行中,HMBR的跨膜压差几乎维持在同一水平,而在同等条件下运行的CMBR则从4.59kPa上升到26.18kPa。EPS分析结果表明,HMBR系统中SMP和LB各组分的浓度相对于CMBR系统大大减小,膜污染的速率得到了大幅降低。化学絮凝预处理可有效减缓后续MBR的膜污染,可以作为膜生物反应器的有效预处理方法。此外,HM-BR的出水水质也优于CMBR系统的。

淹没式复合型MBR处理城市生活污水的效能研究

为了缓解缺水压力,在传统膜生物反应器(CMBR)的基础上开发出了一种新型城市污水处理回用工艺——淹没式复合型膜生物反应器(SHMBR),并考察了对城市生活污水的处理效果。试验结果表明,SHMBR可以在CMBR的基础上进一步提高生物量,并明显改善了对有机物和NH4+-N的去除效果。试验中对TN、TP的去除效果没有提高,原因可能是生物膜的厚度不够,没有在生物膜内部形成厌氧微环境。另外,SHMBR的除磷效果没有增强还可能与生物膜的SRT较长以及聚磷菌主要生活在活性污泥中有关。

复合式膜生物反应器处理生活污水

采用以粉末活性炭(PAC)作为填料的复合式膜生物反应器处理小区生活污水.该反应器在不人为排泥,不对膜进行任何处理(不空曝、不清洗)的情况下,连续运行100d.结果表明,系统运行稳定,出水水质优良(COD<25mg/L,NH4+-N<0.6mg/L,无色无味,无SS,没有检测出大肠杆菌).PAC不仅改善了膜生物反应器中的污泥混合液的沉淀性能与可过滤性,同时也改善了膜表面滤饼层的水力特性,从而达到了减小膜过滤阻力,延缓膜污染的目的,而且还降低了运行成本.

FISH技术解析不同氨氮浓度MBR中的微生物群落结构

为了探究膜生物反应器(MBR)中微生物群落结构与硝化作用的内在关系,采用荧光原位杂交技术(FISH)对不同氨氮浓度的MBR系统中微生物种群进行检测,考察变形菌(Proteobac-teria)、放线菌(Actinobacteria)、黄杆菌(Cytophaga-flexibacter-bacteroides)、绿弯菌(Chloroflexi)、硝化细菌(Nitrobacter sp.)和氨氧化细菌(Ammonia-oxidizing bacteria)占总细菌的相对含量.结果表明:进水氨氮浓度分别为35,3.47和100 mg/L的MBR系统中,变形菌分别占总细菌的51%,44%和39%,氨氧化细菌与硝化细菌之和分别占总细菌的28%,4%和43%.在氨氮浓度较低的MBR中,检测到大量丝状β-变形菌,同时放线菌和绿弯菌也有所增加.高氨氮负荷有利于氨氧化细菌和硝化细菌的生长富集,并使其在系统中成为优势种群.相关性分析表明,氨氧化细菌、硝化细菌与氨氮去除呈显著正相关.

复合式膜生物反应器膜污染机理研究

通过在膜生物反应器中添加填料,在保持良好出水水质的前提下可有效降低悬浮污泥浓度,从而减轻膜表面的污泥沉积,减轻膜污染。在处理生活污水的试验中,膜表面泥饼层阻力在总阻力中的比例下降到10%,而膜孔吸附阻力中由溶解性有机物所造成的阻力占到83.3%,这表明由于膜表面的污泥沉积降低,膜组件对溶解性有机物的吸附增加,因而应当选择合适的污泥浓度以得到最佳的综合效果。

一体化复合式膜生物反应器除磷研究

本文通过对比实验 ,研究了不同工艺组合条件下一体化复合式膜生物反应器 ( HCMBR)的除磷效果。研究表明 ,在无厌氧段的情况下 ,反应器内保持好氧状态的同时 ,填料内部存在厌氧环境 ,TP的去除率为 2 2 % ;在有厌氧段 ( A/ O)的情况下 ,TP的去除率可达 70 % ;采用化学方法时 ,TP去除率可达 82 .1 % ,但过高的 n( Al3+ ) / n( TP)值将会影响污泥的活性。并且 HCMBR对NH3- N、CODCr、TN等污染物有十分良好的去除效果。

硅橡胶膜生物反应器连续发酵与乙醇分离耦合动力学研究

在发酵罐体积为4 L、膜面积为0.08 m2的硅橡胶膜生物反应器中,进行了酿酒酵母连续发酵生成乙醇和产物原位分离的耦合动力学研究。建立了耦合过程中细胞生长、产物合成和基质消耗随时间变化的数学模型,通过对实验数据的非线性拟合,得出了对应的动力学模型参数值;该模型计算结果与实验值吻合良好,可较好地预测膜生物反应器稳定操作参数,对该类膜生物反应器的开发设计和操作具有指导意义。

复合式膜生物反应器去除城市污水中TN的研究

采用复合式膜生物反应器(HMBR)中试装置处理城市污水,考察了对TN的去除效果并探讨了脱氮机理。试验结果表明,HMBR能够显著提高脱氮效果,对TN的平均去除率为50.9%,比常规膜生物反应器(CMBR)提高了13.8%。由于生物膜对松散附着型胞外聚合物(LB-EPS)的吸附作用,HMBR中的LB-EPS与CMBR的相比明显降低。LB-EPS的降低使HMBR中絮体的粒径增加了近1倍,絮体密度明显增大,提高了同步硝化反硝化的效果。另外,一定厚度的生物膜同样可以进行同步硝化反硝化。与CMBR相比,HMBR中的活性污泥絮体和生物膜在提高脱氮效果上分别贡献了8%、5.8%。

复合式膜生物反应器处理城市污水特性研究

在传统膜生物反应器(CMBR)的生物反应区内投加一定量的悬浮填料作为生物载体,组成复合式膜生物反应器(HMBR)系统用于处理城市污水.经过连续实验,结果表明:HMBR较CMBR能更有效地去除有机物、氨氮、TN和TP;随着载体上生物膜的形成及增多,TN和TP去除率显著提高,当生物膜量达到1400mg/L时,TN和TP的去除率分别由挂膜前的28.7%和71.2%提高到60.3%和82.3%;HMBR生物脱氮除磷的效果受生物膜量和厚度的影响.

MBR系统内丝状菌污泥膨胀的分子生态学解析

膜 生物反应器 (MembraneBioreactor ,MBR)工艺是目前污水处理技术的研究的热点之一 .以前大部分研究集中于宏观工程参数控制和活性污泥特性对系统运行的作用过程 ,针对系统内活性污泥的分子生态学研究尚少 .本文在长期试验运行基础上 ,发现丝状菌在MBR运行过程中容易大量增殖形成污泥膨胀 ,对系统的处理效率及膜污染造成一定影响 .为了对其膨胀发生过程及变化进行深入的机理解析 ,本研究利用荧光原位杂交 (FluorescentinSituHybridization ,FISH)分子生物学分析技术 ,对MBR系统内丝状菌污泥膨胀的发生过程进行了跟踪研究 .发现引起膨胀的丝状菌主要是 0 2 1NⅡ型丝状细菌 ,G2M探针杂交后的丝状菌相对量的变化逐渐升高 .