生物膜-qMBR工艺与膜污染缓解机制研究

发布时间：2018-04-04 16:19

本文选题：Bf-qMBR　切入点：膜污染　出处：《哈尔滨工业大学》2015年硕士论文

【摘要】：膜生物反应器(MBR)因其高效的截留与处理效果受到广泛亲睐,但其昂贵的膜材质及膜污染问题制约其发展与应用。在减缓膜污染研究方面,一些研究者们采用在MBR中投加填料的方式以减缓膜污染取得了不错成效;另一些研究者们采用廉价的大孔径网作为过滤膜(quasi MBR组件)代替MBR组件在水处理中达到了良好的处理效果。本文将quasi MBR(qMBR)与生物膜填料(Biofilm)结合,利用生物填料载体的长生物链、长污泥龄及高生物量,与qMBR膜分离出水相结合,研究Bf-qMBR工艺及B-Bf-qMBR工艺(隔板分区优化工艺后的Bf-q MBR)的运行效果、膜污染行为及其影响因素。长期运行结果表明:qMBR系统能达到与MBR工艺相同的有机物和氨氮的去除效能,COD和氨氮的平均出水浓度分别在22 mg/L和1 mg/L以下,平均去除率均分别在93%和98%以上。三维荧光光谱分析各系统上清液和出水的溶解性有机物成分发现,q MBR系统对酪氨酸和色氨酸类蛋白质及可溶性微生物产物等易降解的有机物组分的截留效果较低,对难降解的富里酸和腐殖酸的截留效果与MBR类似,结果表明qMBR膜组件不会显著截留膜污染物质,可保持较高的膜通量。B-Bf-MBR膜污染速率显著低于其他系统,与MBR相比,qMBR系统均具有较小的膜污染速率。Bf-MBR系统中由于生物膜的生长,其污泥比阻和Zeta电位得到了有效控制;胞外聚合物(Extracellular Polymeric Substances,EPS)和溶解性微生物产物(Soluble Microbial Product,SMP)及其蛋白质和多糖组分含量也有显著降低,而生物聚集体(Biopolymer Cluster,BPC)及其蛋白质和多糖组分含量差异较小。B-Bf-qMBR系统中由于对上清液有机物的有效阻隔,可进一步控制污泥比阻和Zeta电位,有效降低EPS与BPC中的蛋白质组分与SMP中的蛋白质与多糖组分。扫描电镜图像表明,qMBR具有空隙较大的立体结构,抗膜污染能力较强;无纺布填料表面孔隙度大,利于微生物附着生长,从而使B-Bf-qMBR的膜表面滤饼层厚度显著降低,孔隙度增大,有效的缓解了膜污染的发生。对不同系统中的菌群多样性指数和相似性分析发现,各系统中的多样性指数均高于接种污泥;MBR和填料系统的各工艺的菌群均和接种污泥具有较高相似性,高于MBR系统与填料系统之间的相似性。显微镜检对比表明,B-Bf-qMBR的原后生动物的多样性高于MBR系统,其中累枝虫虫体更大,钟虫和轮虫数量也有所增加,还出现了独缩虫以及更高级的线虫、寡毛虫等。
[Abstract]:Membrane bioreactor ( MBR ) has been widely used because of its high efficiency retention and treatment effect , but its expensive membrane material and membrane pollution restrict its development and application . The results showed that B - Bf - qMBR had higher diversity than the MBR system .

【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X703

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