膜生物反应器污水处理技术在我国的工程应用现状

膜生物反应器(membrane bioreactor,MBR)是将膜分离技术与生物处理工艺有机结合的新型污水处理与回用技术。自2006年我国第一座万吨/日以上级MBR投运以来,其工程应用发展迅速,大规模MBR的总处理能力已于2010年达到100万吨/日,2014年突破400万吨/日。文章概述了2006年以来我国MBR工程应用的情况,处理水类型包括市政污水、工业废水和受污染地表水。介绍了MBR市场现状,给出了工程数量与规模的统计数据,评述了工艺特点与典型案例,并对工程投资和运行能耗进行了分析。从环境、政策和市场方面,剖析了MBR在我国推广应用的驱动力。最后结合MBR的特点,对其未来发展进行了展望。     

基于Lux型群体感应系统干预的生物被膜调控在污水处理中的研究进展与前景

基于Lux型群体感应系统的生物被膜调控在污水处理中的研究备受关注,群体感应系统的干预包括正向强化和负向削弱两类。群体感应系统的正向强化作用可提高生物膜法污水处理中的挂膜速度,提高污水处理效率,促进活性污泥中胞外聚合物(Extracellular polymeric substance,EPS)和可溶性微生物产物(Soluble microbial products,SMP)的生成,提高生物被膜的产量;群体感应的负向削弱作用可以降解生物被膜形成过程中所需要的信号分子,切断生物被膜形成的基因表达过程,有效抑制MBR膜表面生物被膜的形成,防止膜污染。对信号分子酰基高丝氨酸内酯(N-acyl homoserine lactone,AHLs)的结构和作用机理的进一步研究、群体感应淬灭菌的固定化技术与应用、多种防治膜污染方法的协同效果验证及群体感应干预在更多污水处理领域的应用可行性是该领域要研究的几个重要方向。     

污水处理和回用技术的应用：中水回用在沈阳的发展前景和存在的问题

为了解决水资源供应严重短缺,缓解污水排放对环境造成的破坏,沈阳市在今后5～10年内将建成中水回用系统,使城市中水回用率达到50％.文中回顾了污水处理和回用技术的发展现状,总结了中水回用的常规技术和新工艺(包括土壤渗滤法、膜生物反应器工艺法、周期循环延时曝气工艺法),并指出土壤渗滤法(SAT)和膜生物反应器(MBR)因其独特的技术优势,在中水回用领域的光明前景.通过列举一些污水回用项目的实际例子,分析了中水回用技术应用所带来的经济和生态效应,并探讨了沈阳市中水回用存在的问题和解决方法.     

厌氧膜生物反应器及其应用研究实例

厌氧膜生物反应器(anaerobic membrane bioreactor,AnMBR)是一种耦合了厌氧发酵和膜工艺的新型废水生物处理技术。其优点包括出水水质优良、有机负荷高、污泥产率低以及生物甲烷回收等。归纳了厌氧发酵的原理,常见厌氧膜生物反应器的结构和种类,以及厌氧膜生物反应器的发展历程及其应用。详细介绍了笔者的最新研究成果:厌氧膜生物反应器在高浓度厨余垃圾处理中的应用,及其在城市污水处理中的研究进展。最后总结了该工艺的应用及发展现状,指出其在高浓度有机废水处理中拥有广阔的应用前景。     

污水生物处理中的噬菌体及其功能研究进展

污水生物处理是一种利用微生物分解污水中的污染物、实现污水净化的方法。噬菌体是侵染细菌的病毒,在污水生物处理系统中广泛存在,它们能够特异性地控制微生物菌群,影响污水处理效果和调控污泥性状。因此,研究污水生物处理中噬菌体的分布及其功能具有重要意义。本文介绍了不同污水生物处理中噬菌体的分布,简要分析了噬菌体分离、培养与鉴定方法及其优缺点,详细总结了噬菌体在污水生物处理中的功能,包括：（1）调节微生物群落结构,影响污水处理效果;（2）作为环境监测的指示生物;（3）控制病原菌、污泥膨胀、污泥发泡和膜污染;（4）减少污泥产量,重点分析了影响噬菌体功能的因素,探讨了污水生物处理中噬菌体功能应用存在的问题及其解决方法,最后对噬菌体未来应用的发展方向进行了展望,以期为污水生物处理技术和工艺的开发与应用提供参考,促进污水处理健康发展。     

利用水生生物对SBR处理制药废水工艺效果的分析

通过镜检分析运转流程中曝气池污泥中的水生生物,对某药厂污水处理所采用的间歇式活性污泥处理法(SBR)工艺的效果进行分析,寻找出该厂在应用该处理工艺过程中所出现的污水处理效果时好时坏的原因,针对其工艺的不足之处提出改进建议,为改良该类的污水处理工艺提供了一条新思路。     

基于生命周期与多准则决策的农村污水处理模式优选

为提高农村污水工艺选择的科学性和合理性，本研究构建了生命周期可持续性评估(LCSA)和多准则决策分析(MCDA)耦合模型，以人工湿地(CW)、序批式活性污泥法(SBR)、“厌氧-缺氧-好氧”工艺(A²O)、膜生物反应器(MBR)和生物接触氧化(BCO)为研究对象，在出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准的条件下进行评价并提出改进建议。结果表明，各系统在运行阶段贡献了绝大多数环境影响(超过85%)和经济成本(60%以上)。CW的环境可持续性和经济可持续性最优，但占地面积较大；MBR环境和经济可持续性最差，但其社会可持续性较好。A²O运行过程中需要较多的能源，使其环境和经济可持续性表现不佳，而SBR和BCO各方面的可持续性较为均衡。针对不同利益相关者进行的MCDA结果表明：MBR、SBR和BCO在不同的偏好下各有优势，CW可持续性最优(0.59～0.70);然而，当占地面积的主观权重达到65%后，CW不再是最优方案。基于评价结果，使用者可以通过优化运行阶段消耗、根据排水去向灵活调整排放标准等方式提升污水处理工艺的可持续性，降低环境...     

454高通量焦磷酸测序法鉴定膜生物反应器膜污染优势菌种

【目的】对诱发膜-生物反应器(Membrane bioreactors,MBR)膜污染的优势菌种进行研究。【方法】利用454高通量焦磷酸测序法对MBR污泥混合液样品与膜污染物样品中微生物信息进行统计,并对两组样品的Chao丰度指数与Shannon生物多样性指数计算,对测序结果进行系统发育学分析。【结果】从污泥混合液样品与膜污染物样品中获得9 353与7 504条优化序列,发现膜污染物中微生物丰度与多样性均高于污泥混合样品。借助基因频谱对OTU分布特点进行统计,表明源于污泥混合液中的微生物在膜表面定殖生长过程中发生了种群变化,在膜面污染物样品中,β-变形菌纲丰度显著降低,α-变形菌纲、γ-变形菌纲与Phycisphaerae在微生物种群结构中比重增加。【结论】454焦磷酸测序分析表明,黄色单胞菌(Xanthomonadaceae),嗜热厌氧杆菌(Thermoanaerobacter),Phycisphaera以及2株尚未培养出的细菌(Candidate_division_TM7及Candidate_division_OD1)是诱发MBR膜污染的优势菌种(微生物丰度1%)。诱发膜污染的细菌既包括了黏性高、表面疏水的种类(如γ-变形菌),从而引发细菌在膜表面的定殖,也包括了代谢能力强的物种(如Candidate_division_OD1)可以确保种间递氢顺畅。     

厌氧E-MBR反应器在焦化废水处理中的微生物特性研究

【目的】将厌氧的膜生物反应器(MBR)与微生物燃料电池(MFC)耦合的厌氧电辅助膜生物反应器(E-MBR)应用于实际工业焦化废水处理。【方法】通过正交实验优化了反应器进水的培养条件为PO_4~(3–)14.3 mg/L、Fe~(2+)0.2 mg/L、Fe~(3+)0.1 mg/L、Co~(2+)0.1 mg/L和Mn~(2+)0.2 mg/L。在此条件下考察了该反应器对系统中有机污染物的去除效率及厌氧污泥的污泥特性、产电性能、胞外聚合物(EPS)、微生物群落结构及膜污染的影响。【结果】结果表明,与未优化的培养条件相比,工业焦化废水COD的去除率提高了23%;污泥浓度(MLSS)、比重、沉降速度增加,污泥体积指数(SVI)降低,表明污泥颗粒化及沉降性能提高;污泥中溶解性EPS (SMP)、松散态EPS (LB-EPS)及紧密结合态EPS (TB-EPS)这3种组分中的蛋白质与多糖的比例(P/C)分别降低0.12、0.25和0.16,表明污泥更易于被降解;厌氧污泥的产电性能增强;高通量分子测序结果表明,反应器中污泥的群落结构发生了明显的变化,优势菌群突出;经扫描电镜(SEM)对比结果表明,反应器阴极膜的污染情况也得到了一定的减缓。【结论】优化进水培养条件可以达到使反应器污水处理效率提高、清理周期缩短和运行更稳定等效果,对于工业废水处理技术的节能环保方面提供一定的理论依据。     

污水处理厂膜处理技术及其应用

新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市污水处理厂于2018年引进膜处理技术并在污水处理中取得了很大的成效；对膜处理技术不断进行探索与优化，更大化地利用了膜处理的优点。文章阐述了膜处理技术的原理及概念，分析了膜处理技术的应用对污水处理的重要性，指出了当前社会膜处理技术存在的弊端及应用中的难题，并对膜处理技术的未来发展进行了展望。     

论生物膜法A/O~2工艺处理城市小区污水并回用的研究

随着全球性水资源短缺、人口的快速增长和经济的快速发展,水资源危机已经成为威胁全球生存与发展的最大危机之一。目前各国纷纷出台相关政策,用以保护水资源,提高水资源利用率。其中,废水处理回用受到各个国家的认可和重视,在经过了十多年的研究与发展,新型的膜生物反应器污水处理工艺已趋于成熟,其以处理能力高、出水水质稳定、工艺简单、污泥产出率低、占地面积小、投资运行费用低、安装灵活方便且易于实现自动化控制等传统污水处理系统所不具有的优点,在水污染防治方面受到广泛的重视和采用。本文所讨论的A/O2工艺以膜生物反应器为基础,设计以A段的厌氧池以及O段含氧池设计工艺来对城市小区生活污水进行处理回用。通过模拟实验,在室温(15～25℃)环境下进行仿真实验,在系统稳定运行后进行相关数据测试,并进行分析,最终得出生物膜法A/O2工艺能够很好的处理小区生活污水,且出水水质完全达标国家杂用水水质标准,可用于小区绿化以及道路清洗降尘等。     

序批式反应器不同活性污泥特性的比较研究

研究了以厌-好氧交替运行方式序批式反应器(SBR)中接种普通活性污泥(CAS)、膜生物反应器(MBR)污泥、好氧颗粒污泥(AGS)的特性,研究结果表明,三种类型的污泥表现出不同的特性.     

膜生物反应器的研究进展

膜生物反应器是近年来发展的废水处理新技术,具有活性污泥浓度高、污泥龄长、占地面积小、投资省的特点。利用膜生物反应器进行污水处理不仅可以大大节约水资源,还可以大大节约能源,节省设备和运行费用,已成为二十一世纪研究热点。膜生物反应器是通过高效膜分离技术与活性污泥相结合,增大污泥中的特效菌来加快生化反应速率,提高废水处理效果。目前处理对象已从生活污水扩展到高浓度的有机废水和难降解的工业废水。本文综述了膜生物反应器在废水中的应用研究情况,并分析比较了各种膜材质的特点、适用范围以及膜的污染因素和清洗方法,展望了膜生物反应器的应用前景及进一步研究方向。     

功能微生物强化生物流化床工艺处理工业园区废水的研究

本研究采用功能微生物强化生物流化床工艺处理丽水市工业园区废水,研究表明:出水化学需氧量低于50 mg/L,氨氮低于5 mg/L,总氮低于15 mg/L,去除率分别达到85%、85%、60%,出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 18918-2002)》一级(A)标准。功能微生物强化生物流化床工艺在污水处理中具有很好的应用价值,可用于城镇污水处理厂提标改造等。     

生物活性炭的研究现状

本文总结了生物活性炭(BAC)技术在废水及饮用水处理领域的应用。臭氧(O3)常与生物活性炭联合应用于饮用水源水的处理,并能有效去除水中天然有机物及微量有害物质。生物活性炭工艺将在饮用水处理中有更广阔的应用空间。     

葡萄糖类似物甲基葡萄糖对表皮葡萄球菌生物被膜形成的影响及调节机制的研究

生物被膜(Biofilm)是条件致病菌表皮葡萄球菌(Staphylococcusepidermidis)的主要致病因素,生物被膜的形成依赖多糖PIA的合成,PIA合成与细菌糖代谢相关。通过研究葡萄糖类似物甲基葡萄糖(MethylDglucoside,MG)对生物被膜的形成及相关基因表达的影响,考察生物被膜形成的调控机制并寻找抑制生物被膜形成的方法。甲基葡萄糖能抑制97337株生物被膜的形成,而且不同浓度的甲基葡萄糖对生物膜作用不同。甲基葡萄糖对97337株生物被膜形成的早期的粘附有较强的抑制作用;不同浓度的甲基葡萄糖处理后对ica和AtlE基因的mRNA表达水平影响不大,但能诱导agr基因的表达,这与甲基葡萄糖处理不同时间后的结果一致;而且甲基葡萄糖处理后97337的表面相关蛋白的组成明显改变。甲基葡萄糖对生物膜的抑制并不直接由于它对生长的抑制,它对细菌生长和生物被膜形成的抑制与其在细菌糖代谢中的竞争性相关;甲基葡萄糖能通过调控agr基因的表达改变细菌表面从而抑制97337的早期粘附和生物被膜的形成,但没有通过调控icaADBC、icaR的表达抑制生物膜的形成,可能与其对合成PIA相关糖基转移酶的竞争性抑制相关。     

厌氧氨氧化技术应用于主流城市污水处理的研究进展

长期以来,基于硝化和反硝化过程的传统生物脱氮工艺被广泛应用于废水中氮素污染物的去除,但其能耗物耗高,不能适应节能减排的时代发展要求。近年来新兴的厌氧氨氧化(Anammox)工艺,因具有低能耗、低剩余污泥量、无需外加碳源等优点而备受关注,在废水脱氮领域具有非常广阔的应用前景。综述了Anammox生物脱氮技术应用于城市污水处理的最新研究进展,探讨了主流污水处理应用Anammox所面临的挑战,并提出今后的研究重点。     

含苯酚废水生物处理的细菌群落结构初探

本文利用PCR-DGGE技术对苯酚生产污水处理中常用的连续缺氧-好氧工艺、连续好氧工艺和缺氧SBR工艺的微生物的群落变化进行了对比研究。研究结果表明,针对苯酚生产废水的生物处理,与A/O工艺和缺氧SBR相比较,连续好氧工艺处理效果最佳,同时还具有较好的耐冲击力;生物的种群特性与所选择的工艺有密切关系,连续好氧体系中微生物的多样性最高,缺氧SBR的微生物多样性最低;在同一种运行工艺中,随水质或负荷的改变,微生物的种群多样性发生变化,而体系中的优势种群并没发生明显改变。     

污水处理工艺的生态安全性研究进展

污水经处理后,排放和回用时常规指标通常都能达到设计标准,但出水水质并未达到无害化.从可持续发展的角度来讲,为保障生态环境及人群的安全,需要将污水的综合毒性纳入排放标准.为此,在工艺的选择及优化时应将毒性削减效果纳入其中,提高污水处理工艺的生态安全性.本文着重综述了以特定污水处理为目的、以污水回用为目的及以受纳水体安全为目的各类污水处理工艺的生态安全性研究,指出传统生物处理与高级氧化技术相结合,在去除污染物质的基础上可以强化对毒性的削减;对于以污水回用为目的处理工艺,对各种工艺进行集成可实现常规污染物去除和毒性削减的优势互补;以受纳水体生态安全为目的的污水处理工艺,应重点基于工艺运行参数和工艺单元选择进行毒性削减优化.最后对研究中存在的问题以及未来的学科发展方向提出了建议.     

发酵乳杆菌CSC-19胞外粗多糖提取物抑制单核细胞增生李斯特菌生物被膜形成能力的研究

【目的】筛选能有效抑制单核细胞增生李斯特菌(Listeria monocytogenes,LM)形成生物被膜的乳酸菌,分析其活性成分并进行功能表征。【方法】采用结晶紫染色法筛选抑制LM形成生物被膜的不同乳酸菌提取物;通过酸中和、蛋白酶处理及热处理,推测抑制生物被膜活性物质以胞外多糖(extracellular crude polysaccharide,ECP)为主;乙醇沉淀法提取目标乳酸菌分离株胞外粗多糖,分析其抑制生物被膜形成活性和对LM生长的影响;运用激光共聚焦扫描显微镜(laser confocal scanning microscopy,LCSM)和扫描电子显微镜(scanning electron microscopy,SEM)观察胞外粗多糖对生物被膜细胞形态和结构的影响。【结果】发酵乳杆菌CSC-19发酵上清液对1516-2LM生物被膜的抑制率为81.7%;经热和蛋白酶处理后,发酵上清抑制生物被膜形成的活性未发生显著变化(P>0.05),表明发酵上清液中抑制生物被膜形成的物质可能为胞外多糖;在不抑制LM生长的条件下所提取的胞外粗多糖抑制生物被膜形成能力具有浓度依赖性。激光共聚焦扫描显微镜和扫描电子显微镜结果显示,胞外粗多糖显著抑制了生物被膜的形成能力,生物被膜三维、有组织的蜂窝状结构被破坏,仅有少量的粘附细胞分散于细胞爬片表面。【结论】发酵乳杆菌CSC-19胞外粗多糖能有效抑制LM生物被膜的形成,有望应用于高效防控该菌污染食品。