AHLs信号分子对MBR膜生物污染的影响

针对膜生物反应器(MBR)运行过程中膜污染的变化情况,利用超高效液相色谱(UPLC-MS/MS)技术检测不同运行时期污泥和膜上滤层中N-酰基高丝氨酸内酯(AHLs)类信号分子的含量和种类变化,并结合胞外聚合物(EPS)与溶解性微生物产物(SMP)中各组分的含量变化,对污染的阶段性变化和群体感应信号分子间的相互关系进行较为全面的分析。研究发现,在MBR系统运行中,导致膜生物污染的污染物有EPS和SMP,而主要有3种群体感应信号分子能促进混合液与生物滤层中污染物的分泌。其中,C8-HSL能促进混合液SMP及EPS中多糖的产生,3-oxo-C8-HSL对混合液SMP中的蛋白质和DNA有很强的促进作用,3-oxo-C6-HSL能促进膜上EPS中蛋白质的产生,表明群体感应信号分子通过影响污染物的产生来导致膜生物污染。     

橡胶粒投量对MBBF-MBR膜过滤特性的影响

以移动床生物膜-膜生物反应器(MBBF-MBR)为研究对象,控制反应器A区的橡胶粒投量固定,考察了B区橡胶粒投量对膜过滤特性的影响.试验结果表明,B区投加胶粒后,污泥颗粒粒径变小;当曝气强度为0.4 m3/h时,胶粒投量(7%～12%)越高,膜污染发展速率越缓慢;B区未投加胶粒时悬浮污泥和膜污染物中的EPS含量明显高于投加胶粒后的EPS含量;而胶粒投量分别为7%与12%时,两者的多糖和蛋白质含量变化不大;膜污染物中的多糖和蛋白质含量均高于反应器内悬浮污泥的量.因此,在膜生物反应器中投加适量橡胶粒可以减轻膜污染.     

曝气量对膜生物反应器污泥特性和膜污染的影响

设置M1、M2和M3等3个反应器的曝气量分别为150、200和300 L/h,研究了曝气量对膜生物反应器(MBR)的运行效果和污泥特性的影响.结果表明,随着曝气量的增加,对COD和NH4+-N的去除率提高,反应器内溶解氧浓度和污泥的比耗氧速率均增加,表明增加曝气量有助于提高污泥的活性.污泥絮体的粒径变小,溶解性微生物代谢产物(SMP)浓度则由M1的46.8mg/L增加到M3的71.0 mg/L,而且其中的成分也发生了变化,蛋白质与多糖的比值随着曝气量的增加而增加,M1的为1.5,M3的则增至1.9.随着曝气量的增加则膜污染速率加快,表明膜污染以SMP污染为主.     

SBAC/MBR工艺处理垃圾渗滤液的膜污染特性

将污泥基活性炭(SBAC)与膜生物反应器(MBR)联用对垃圾渗滤液进行处理,既可以降低活性炭的使用成本,同时又实现了污泥基活性炭的应用。采用SBAC/MBR工艺处理垃圾渗滤液,并与MBR工艺进行对比,研究了两反应器内污泥混合液中EPS、SMP以及膜表面EPS的含量和组成,分析了其对TMP的影响。在整个运行过程中,SBAC/MBR内污泥混合液中的EPS、SMP以及其中的蛋白质和多糖含量均随运行时间先升高后降低,在一个操作周期内,膜表面EPS及其蛋白质、多糖含量均随运行时间逐渐上升,TMP随运行时间呈先缓慢上升后快速上升的变化规律。SBAC可以有效降低污泥混合液中EPS和SMP的含量和组成比例,改善膜表面泥饼层的性质和结构,减缓膜表面泥饼层的形成和增长以及膜孔内的堵塞现象,从而减轻了膜污染。在一个操作周期内,投加SBAC主要是延长了TMP的缓慢上升阶段,从而使膜组件的清洗周期由17 d延长至21 d。     

投加粉末活性炭对MBR中膜污染的影响

考察了投加粉末活性炭(PAC)对MBR中污泥混合液特性和膜污染的影响,并探讨了影响机理.结果表明,PAC的投加使污泥絮体平均粒径从53.25μm增至85.24 μm;混合液中的溶解性微生物代谢产物(SMP)含量与污泥比阻之间具有很好的正相关性,投加PAC可降低混合液中的SMP含量(平均值从87.17 mg/L降至65.54 mg/L),进而降低了污泥比阻值,减轻了膜孔堵塞程度,增加了膜的透过性,减缓了凝胶层污染速度,从而可有效减轻膜污染,延长膜组件的运行周期.     

氯化铁对A/O-MBR工艺运行效能及膜污染的影响

采用A/O-MBR工艺处理模拟生活污水,考察了投加不同浓度的氯化铁对该工艺去除营养物效能及膜污染的影响。结果表明,氯化铁浓度对该工艺去除NH+4-N的影响不大,对COD及TN的去除效能则有所改善;在投加量为100 mg/L时,对TP的去除率达到最高,为91.7%,出水浓度维持在0.42 mg/L左右。此外,投加一定量的氯化铁可以有效降低污泥絮体的Zeta电位,增大污泥絮体的粒径,降低胞外聚合物(EPS)中多糖的含量,进而有效地延缓了膜污染速率。对膜表面污染物的红外光谱分析表明,氯化铁投加量的变化并没有改变其组分。     

污泥浓度对MBR混合液特性及膜污染的影响

研究了污泥浓度对MBR混合液特性及膜污染的影响。试验条件下,提高污泥浓度则对COD的去除率升高,但对TN、TP的去除率反而降低;在低污泥浓度条件下,微生物会分泌更多的溶解性微生物产物,从而加速膜污染过程,对于污泥浓度分别为4 000、7 000、10 000 mg/L的MBR,膜污染周期分别为10、13和16 d;随着污泥负荷的提高,混合液中胞外聚合物(EPS)含量增加,污泥沉降性恶化;周期性的排泥方式有助于降低反应器内的EPS含量,且有利于对TN和TP的去除。     

SMP与EPS分子质量分布对污泥可滤性的影响

采用脱氮除磷膜生物反应器(UCT-MBR)工艺处理冀南地区市政污水,考察了不同污泥龄(SRT)条件下(SRT由10 d增加至45 d)膜池污泥溶解性微生物产物(SMP)与胞外聚合物(EPS)的分子质量(MW)分布特性对污泥可滤性的影响,并采用SPSS软件对SMP、EPS的不同分子质量组分与污泥可滤性的相关性进行了深入分析。结果表明:SMP、EPS的糖类与蛋白类组分呈双峰式分布,以MW1 ku与100 ku的为主,并且随着SRT的延长呈增加的趋势;SPSS相关性及偏相关分析结果显示,SMP中MW100 ku的糖类组分(SMPc100 ku)浓度对总修正污染指数(TMFI)的影响最大,且呈现良好的线性正相关性,可将其作为污泥可滤性的指示因子;同时SMP中MW1 ku的糖类组分(SMP_(c1 ku))浓度、EPS中MW100 ku的糖类组分(EPS_(c100 ku))浓度分别对MFI_(sol)、MFI_(ss)的影响最大,可以分别作为两者的指示因子。     

MBBR—MBR对磺胺嘧啶的去除及膜污染特性

构建MBBR—MBR耦合系统,在低碳氮比（C/N=2.5）污水条件下,探究该系统对磺胺嘧啶（SDZ）的去除效能,同时分析SDZ对常规污染物去除效果及膜污染的影响。结果表明,MBBR—MBR耦合系统对SDZ(0.5 mg/L)的去除率最高可达到61.9%,其中,MBBR与MBR单元对SDZ的平均去除率分别为42.3%和15.4%。SDZ的存在使氨氮、总氮、总有机碳的去除率以及同步硝化反硝化率分别降低了11.81%、8.41%、5.77%、3.40%,同时使得污泥平均粒径减小了3～4μm,且MBR单元中溶解性微生物产物（SMP）的多糖浓度增加了0.35 mg/gMLVSS,MBR中跨膜压差（TMP）的增长速率增加了0.36 kPa/d,可见SDZ导致膜污染速率上升。     

好氧颗粒污泥膜生物反应器中膜污染特性的研究

从好氧颗粒污泥的特性出发,研究了好氧颗粒污泥缓解膜生物反应器中膜污染的特点.颗粒污泥膜生物反应器的运行周期可由絮状污泥膜生物反应器的19d提高到36d.对泥饼层中的颗粒污泥做批式试验,发现泥饼层中絮状污泥所占比例为56.2%,大于混合液中的45.8%,其比阻高达15.51×1012mg,而粒径>1.6mm的颗粒污泥比阻只有0.47×1012m/mg.对泥饼层中污泥的EPS做进一步研究,发现蛋白质是其主要成分,无论是絮状污泥还是颗粒污泥,泥饼层中污泥的EPS含量要明显高于混合液中污泥EPS的含量.