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。     

新型厌氧生物技术的研发现状与前景

伴随人类社会的进步和繁荣,环境污染、能源紧张和资源短缺问题迎面而来。由于在净化水体的同时还可产生能量或电能,也可生产有价值的化学品,厌氧生物技术已成为环境工程与能源及资源工程中的一项重要技术,越来越受到人们的重视。本文分别对厌氧发酵生物制氢技术、厌氧膜生物反应器技术、微生物燃料电池技术以及厌氧生物技术生产化学品4种新型厌氧生物技术进行综述．     

基于改性填料的MBBR工艺高负荷处理淀粉糖废水的应用研究

淀粉糖废水是一类高浓度有机废水,现阶段的处理工艺主要是厌氧-好氧生物处理组合工艺.本研究主要针对好氧段进行改进,以改良型移动床生物反应器(MBBR)工艺对淀粉废水进行高效处理,通过对MBBR工艺中的填料结构进行设计优化及表面修饰,同时对工艺曝气条件进一步优化.结果表明:改进后的MBBR工艺可在高有机负荷率(OLR)的条...     

厌氧反应器中颗粒污泥的培育及应用研究进展*

厌氧生物处理技术因其具有有机负荷高、污泥产量低、能耗低等优点被广泛应用于各种废水处理中。厌氧颗粒污泥具有沉降性能好、微生物浓度高、有机负荷高等优点,极大地提高了废水处理效率。尤其在处理含高氨氮废水中,厌氧颗粒污泥的形成对反应器的高效生物脱氮至关重要。但到目前为止,厌氧反应器中的颗粒污泥形成及废水处理效果还缺乏系统的认识。鉴于此,总结了厌氧反应器中颗粒污泥的形成机制,分析了影响厌氧反应器中颗粒污泥形成的因素,论述了厌氧反应器中厌氧颗粒污泥生长的模拟,最后介绍了厌氧颗粒污泥在国内外的主流应用。厌氧反应器中颗粒污泥的形成是综合因素影响的结果,对影响厌氧颗粒污泥形成的每个因素都需要认真对待,可为在厌氧反应器中颗粒污泥的培育和应用提供理论指导和技术支撑。     

生物燃气技术及工程的发展现状

生物燃气俗称沼气,是微生物群体在厌氧条件下协同发酵可降解有机废弃物的产物,传统能源供应的萎缩和增加可再生能源在能源消费中份额的需求使沼气的重要性越来越突出。经过不断研究与工程实践,已经开发出了不同的发酵工艺处理生活垃圾和工农业生产废弃物等有机质生产生物燃气,其中全混式中温发酵占主导地位,欧洲的技术处于领先水平,特别是德国的沼气发电、热电联产。结合作者多年沼气研究积累的经验,综述了沼气技术的最新进展,包括厌氧发酵菌群、消化反应器结构和发酵工艺,沼气生产和应用等,指出了今后发展的重点和方向。     

木质纤维素燃料乙醇蒸馏废水的高温厌氧处理及菌群结构分析

【目的】为开发高效的高浓度木质纤维素燃料乙醇蒸馏废水厌氧处理及资源化利用工艺,以活性炭为载体,在实验室规模上对高温厌氧流化床反应器处理木质纤维素燃料乙醇蒸馏废水进行研究。【方法】反应器经65 d梯度驯化后启动,对工艺参数进行一系列优化,并通过基于16S rRNA基因的分子生态学技术分析厌氧污泥中的优势菌群。【结果】实验获得了最优的反应条件和处理效果:厌氧流化床反应器(Anaerobic fluidized bed reactor,AFBR)在温度55±1°C、有机负荷率(OLR)13.8 g COD/(L·d)及水力停留时间(HRT)48 h操作时,COD去除率达到90%以上,同时甲烷产率达到290 mL/g COD;菌群鉴定分析结果显示高温厌氧活性污泥中Clostridia所占比例最大,产甲烷菌属以Methanoculleus和Methanosarcina为主,其它功能菌群主要为Alphaproteobacteria等。【结论】AFBR反应器可高效降解木质纤维素燃料乙醇蒸馏废水并产生生物能源甲烷,其反应体系内微生物种类丰富。     

生化废水综合治理中的膜技术及其应用

工业生物技术蓬勃发展的同时其相关酿造、制药等工业已成为耗水和废水排放大户。该类生化废水属于典型高浓度、重污染有机废水,目前主要通过末端处理以达标排放为目标。随着水资源短缺的日益严重以及水环境压力的与日俱增,以资源回收利用和清洁生产为目标的生化废水综合治理工作迫在眉睫。膜分离技术因其具有高效、绿色的特点已成为生化废水综合治理过程中极具吸引力的一种选择。本文在在综述适合生化废水综合治理过程的单元膜技术、集成膜技术和膜生物反应器技术的种类、特点及应用情况的基础上．重点介绍了工业规模膜生物反应器技术在啤酒、味精及制药废水处理中的应用实例。     

合成气厌氧发酵生物反应器的研究进展

对合成气厌氧发酵生物反应器的研究进展进行综述,包括生物反应器操作原理、类型、构造、应用和对发酵过程的影响等,并对其未来的发展作出展望。     

流加菌种对厌氧氨氧化工艺的影响

厌氧氨氧化工艺具有很高的容积氮去除速率,现已成功应用于污泥压滤液等含氨废水的脱氮处理,容积氮去除速率高达9.5 kg/(m3·d)。但由于厌氧氨氧化菌为自养型细菌,生长缓慢,对环境条件敏感,致使厌氧氨氧化工艺启动时间过长,运行容易失稳,并且不适合处理有机含氨废水和毒性含氨废水,极大地限制了该工艺的进一步推广应用。为了克服厌氧氨氧化工艺实际应用中存在的问题,结合发酵工业中常用的菌种流加技术,提出了一种新型的菌种流加式厌氧氨氧化工艺,研究了该新型工艺在厌氧氨氧化工艺的启动过程、稳定运行以及处理有机含氨废水和毒性含氨废水等方面的应用情况。结果表明,通过向反应器内补加优质厌氧氨氧化菌种,可提高厌氧氨氧化菌数量及其在菌群中的比例,强化厌氧氨氧化功能。据此研发的菌种流加式厌氧氨氧化工艺不仅可以实现快速启动,而且可以稳定运行,并突破了有机物和毒物所致的运行障碍,拓展了厌氧氨氧化工艺的应用范围。     

膜生物反应器的工艺应用现状综述

膜生物反应器(MBR)是一种膜分离单元与生物处理单元相结合的新型污水处理技术,在污水处理与回用、垃圾渗滤液处理方面有良好的应用前景.本文阐述了膜生物处理法(MBR)的处理机理;综述MBR的工艺应用现状及其工业应用;最后就MBR工艺的发展做展望。     

厌氧氨氧化与反硝化耦合反应研究进展

厌氧氨氧化是氮循环中一个重要的反应,对处理含高氨氮废水具有重大的潜在实际应用价值.高浓度有机碳源对厌氧氨氧化反应具有明显的抑制作用.如何在有机碳源存在的条件下实现厌氧氨氧化与反硝化的耦合,是实现厌氧氨氧化工程应用面临的巨大挑战.本文综述了有关厌氧氨氧化与反硝化耦合反应机理、反应功能性微生物种群、耦合工艺启动、过程调控及环境影响因素等的最新研究进展,并对厌氧氨氧化与反硝化耦合反应研究前景及其在废水处理中的应用进行了展望.     

有机碳源下废水厌氧氨氧化同步脱氮除碳

为明确有机碳源胁迫下,厌氧氨氧化反应器的同步脱氮除碳规律及功能微生物群落结构的动态变化,采用成功启动的厌氧氨氧化UASB反应器,通过逐步提升进水有机负荷,探究有机碳源下废水厌氧氨氧化同步脱氮除碳。研究表明,当进水化学需氧量(Chemical oxygen demand,COD)浓度从172 mg/L升至620 mg/L,反应器维持较高的脱氮效率,氨氮和总氮去除率均在85%以上,并对COD具有平均56.6%的去除率,高浓度COD未对Anammox菌活性构成显著抑制作用。聚合酶链式反应和变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)图谱和割胶测序结果表明,变形菌门Proteobacteria、浮霉菌门Planctomycetes、绿曲挠菌门Chloroflexi以及绿菌门Chlorobi等微生物共存于同一反应体系中,推测反应器内存在复杂的脱氮除碳途径。而且,代表厌氧氨氧化的部分浮霉菌门微生物能耐受高浓度有机碳源,在高有机负荷下依旧发挥着高效的脱氮作用,为反应器高效脱氮提供了保障。     

氧对膜生物反应器短程硝化的影响

为了研究膜生物反应器的短程硝化性能以及氧对短程硝化的影响,通过对比耗氧率和供氧率,提出了膜生物反应器短程硝化的控制优化建议。在膜生物反应器硝化过程中,DO小于1 mg/L开始出现亚硝氮积累;DO降到0.5 mg/L,出水氨氮浓度与亚硝氮浓度之比接近1∶1;DO调控在0.5-1 mg/L范围内,有利于前置硝化反应器与后续厌氧氨氧化反应器衔接。膜生物反应器中污泥浓度可达20 g/L,耗氧能力可达19.86 mg O2/(L·s),但最大供氧能力仅为0.369 mg O2/(L·s),供氧成为反应器运行的制约瓶颈,"低DO高流量"曝气是继续提高短程硝化效能的控制策略。     

厌氧氨氧化组合脱氮工艺研究进展

厌氧氨氧化工艺是一项高效、低耗的生物脱氮工艺,但受限于底物类型、硝氮积累等问题,其在主流应用中仍然面临一些挑战。近些年来,针对上述问题,厌氧氨氧化组合工艺得到了广泛关注。通过对近年来所开发的厌氧氨氧化组合工艺,从工艺原理、优缺点、影响因素、工艺拓展性及其在推广应用中存在的关键瓶颈等角度进行探讨,并结合课题组相关工作,展望了厌氧氨氧化组合工艺在城市生活污水处理中的发展前景。     

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。     

臭气生物处理技术

介绍了生物滤池、生物洗涤塔和生物滴滤池等常规生物除臭技术以及真菌生物反应器、复合式反应器、物化-生物组合反应器等臭气控制新技术的特性、发展状况及其应用,阐述了生物反应器内的除臭功能菌的特性以及臭气生物处理技术的应用前景。     

厌氧消化技术发展前景广阔

本文报导第八届国际厌氧消化会议的概况,厌氧消化是处理有机废物既省能又产能的技术,正引起国际上的重视。中国是厌氧发酵技术大国。应用厌氧消化技术处理废物,以达到净化环境、获得能源的目的,将在中国有进一步发展的广阔前景。     

畜禽粪便和粪水厌氧消化技术分析与展望

随着我国畜禽养殖集约化程度的不断提高,畜禽粪污导致的环境污染已成为畜禽养殖业发展面临的重要制约因素。粪污通过厌氧消化可回收能源、生产沼肥和消灭病原菌,避免对环境产生危害,是畜禽粪污处理和资源利用技术链条的核心环节。根据原料性质的差异,将粪污区分为畜禽粪便与养殖废水,分别探讨了这两种处理对象厌氧消化处理的不同技术难点和发展方向。针对畜禽粪便,重点探讨了高含氮粪便厌氧消化过程中存在的氨抑制问题及解除氨抑制的方法;针对养殖废水,介绍了废水处理与回用标准,比较分析了升流式厌氧污泥床、厌氧膜生物反应器、厌氧折流板反应器和自搅拌厌氧折流板反应器等几种代表性的和新型的废水厌氧处理工艺,并展望了技术的创新发展,旨在为畜禽粪便和养殖废水的厌氧消化及废水回用技术的发展提供参考。     

科学出版社新书

生物技术产业化——从实验室到工厂到产品[德]U．克拉格主编 曹竹安主译 高福主校 本书结合生物化工领域前沿进展,涵盖了工业生物技术工程化或产业化主要单元的共性技术,展示了近年来一些取得重大进展并有重要应用前景的工业生物技术成果及发展趋势。主要内容包括微生物发酵及相关反应器开发,阐述了高压发酵中传氧、传热以及二氧化碳抑制和动力、能量成本的核算理论;从理论阐述到应用实例,展示了平行反应器系统、膨胀床吸附的生物化学工程研究技术;并进而概述了进行微生物发酵代谢流分析的方法和进展。酶催化及酶膜反应器：论述了生物学原理在不对称催化中的应用,比较了不同辅因子再生体系的优缺点,阐述了酶催化的区域选择性和立体选择性,结合Degussa开发的膜反应器概述了其研究进展及应用实例。针对工业生物技术产业下游处理,阐述了厌氧废水处理的工程问题和工艺进展,比较了不同萃取体系用于初级和次级代谢产物分离的进展和发展趋势。     

多级逆流工艺促进城市污泥厌氧发酵生产挥发性脂肪酸

采用一种新型的厌氧发酵工艺——多级逆流发酵工艺对城市污泥进行厌氧发酵, 实现高效产挥发性脂肪酸的目的。结果表明, 实验条件下应用多级逆流发酵工艺, 挥发性脂肪酸浓度与产率分别达到(10.5±0.5) g/L和0.20 gVFAs/ gVS, 与普通厌氧发酵工艺相比, 分别提高了31%和54%。此外, 在多级逆流工艺中, 底物有机质去除率可达50%, 较普通厌氧发酵提高了37%。进一步分析多级逆流工艺产酸的机制, 发现产酸效率的提高在于降低了发酵产物对厌氧产酸细菌的抑制效应, 并且工艺的VFAs产率以及有机质去除率分别取决于第一级和第三级厌氧发酵过程。因此, 城市污泥采用多级逆流工艺厌氧发酵不仅能够有效促进挥发性脂肪酸的生成, 而且能够较大程度上提高污泥中有机质的去除率。