膜生物反应器—蠕虫床耦合系统中EPS的膜污染行为研究
发布时间：2021-06-21 11:18
膜生物反应器（MBR）与蠕虫床组合工艺能够充分发挥MBR污水处理效能高、污泥产率低的优势，并可利用蠕虫捕食对污泥高效减量、改良改性的作用，实现污水与污泥的协同处理。值得关注的是蠕虫捕食过程能够引起微生物胞外聚合物（EPS）特性的改变，EPS是关键的膜污染物质，捕食后的污泥回流至MBR可能对其膜污染进程产生重要影响。本研究主要针对MBR与蠕虫床耦合工艺内EPS的膜污染行为，利用FTIR和EEM等技术分析耦合工艺内EPS组成和数量，采用序批式过滤实验，借助CLSM和AFM等技术研究耦合工艺内EPS污染潜力，利用XDLVO理论考察耦合工艺内EPS特性与污泥聚集性的关系，利用PCR-DGGE，16sRNA等技术解析耦合工艺内微生物种群变化规律，从而探究耦合MBR中膜污染延缓的机理。对照MBR和耦合MBR中膜污染及EPS特性对比研究表明，捕食污泥回流延缓了耦合MBR中过膜压力（TMP）增长速度，改变了耦合MBR中溶解性EPS特性，降低了结合态EPS中糖和蛋白质含量，使结合态EPS的浓度减少了11.6mg/g MLSS，结合态EPS中色氨酸类蛋白质的荧光强度减弱了41%，同时，其荧光峰位置向波长短...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：143 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图I-1技术路线
膜生物反应器+蠕虫床耦合系统结构图如图 2-1 所示。对照 MBR 和耦合 M的有效体积都是 40 L，进水为人工合成废水，进水组成主要包括葡萄糖 mg/L，淀粉 200 mg/L，碳酸氢钠 300 mg/L，尿素 32.1 mg/L，氯化铵 95.5 mg磷酸二氢钾 47 mg/L，硫酸镁 40 mg/L，氯化钙 5 mg/L。利用液位继电器控制对MBR 和耦合 MBR 中的水位。每个 MBR 中都装配有一个膜组件（天津，膜天膜膜的材质为聚偏氟乙烯(PVDF)膜，膜的有效面积为 1.0 m2，膜孔径为 0.2 μm。个 MBR 中都放置有一套曝气系统来维持反应器中所需的溶解氧的浓度。水力留时间(HRT)和污泥停留时间(SRT)分别控制在 5 h 和 30 d 左右。利用蠕动泵抽出水，过膜压力(TMP)的变化通过放置在膜组件与蠕动泵之间的压力表测定MBR 的操作通量为 8 L/(m2·h)，抽吸模式为 8 min 开 2 min 停。
在系统运行至 100d时各剪取对照 MBR 和耦合 MBR 的膜丝进行扫描电镜分析，分别如图 3-3(a)和图3-3(b)所示。对比图 3-3a 和图 3-3b 可以发现，未连接对照 MBR 的膜丝表面被致密的层层污染物所覆盖，几乎看不到裸露的膜丝表面；耦合 MBR 的膜丝表面则比较清洁，表面污染物质较少，受污染程度也较轻，还可清晰观察到部分未受污染的膜丝表面。(a)
【参考文献】：
期刊论文
[1]微生物本身对超滤膜污染的影响因素研究[J]. 高伟,梁恒,李圭白. 给水排水. 2013(05)
[2]EPS分析方法及其膜污染特性研究进展[J]. 胡以松,王晓昌. 西安建筑科技大学学报(自然科学版). 2013(02)
[3]MBR中胞外聚合物对膜污染影响的研究进展[J]. 仵海燕,李开明,陈中颖,刘爱萍. 环境工程. 2012(06)
[4]胞外聚合物及其对膜污染影响的研究进展[J]. 焦娜,张永刚. 天津工业大学学报. 2010(03)
[5]MBR的临界膜通量及其影响研究[J]. 李顺义,位红卫,吕斯濠,李伟,王岩. 环境工程学报. 2009(09)
[6]污泥减量化水处理技术的研究进展[J]. 何赞,王海燕,田华菡,汪莉,周岳溪. 中国给水排水. 2009(08)
[7]污泥龄对膜生物反应器污泥特性及膜污染的影响[J]. 曹占平,张宏伟,张景丽. 中国环境科学. 2009(04)
[8]MBR中微生物演变及其对膜污染影响的试验研究[J]. 谭德君,吕伟娅,王雅琴. 环境科学与技术. 2007(10)
[9]Sludge reduction with Tubificidae and the impact on the performance of the wastewater treatment process[J]. GUO Xue-song, LIU Jun-xin, WEI Yuan-song, LI Lin Research Center for Eco-Environmental Sciences, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100085, China.. Journal of Environmental Sciences. 2007(03)
[10]胞外聚合物EPS对MBR膜污染的影响[J]. 李绍峰,崔崇威,黄君礼. 哈尔滨工业大学学报. 2007(02)
本文编号：3240580
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：143 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图I-1技术路线
膜生物反应器+蠕虫床耦合系统结构图如图 2-1 所示。对照 MBR 和耦合 M的有效体积都是 40 L，进水为人工合成废水，进水组成主要包括葡萄糖 mg/L，淀粉 200 mg/L，碳酸氢钠 300 mg/L，尿素 32.1 mg/L，氯化铵 95.5 mg磷酸二氢钾 47 mg/L，硫酸镁 40 mg/L，氯化钙 5 mg/L。利用液位继电器控制对MBR 和耦合 MBR 中的水位。每个 MBR 中都装配有一个膜组件（天津，膜天膜膜的材质为聚偏氟乙烯(PVDF)膜，膜的有效面积为 1.0 m2，膜孔径为 0.2 μm。个 MBR 中都放置有一套曝气系统来维持反应器中所需的溶解氧的浓度。水力留时间(HRT)和污泥停留时间(SRT)分别控制在 5 h 和 30 d 左右。利用蠕动泵抽出水，过膜压力(TMP)的变化通过放置在膜组件与蠕动泵之间的压力表测定MBR 的操作通量为 8 L/(m2·h)，抽吸模式为 8 min 开 2 min 停。
在系统运行至 100d时各剪取对照 MBR 和耦合 MBR 的膜丝进行扫描电镜分析，分别如图 3-3(a)和图3-3(b)所示。对比图 3-3a 和图 3-3b 可以发现，未连接对照 MBR 的膜丝表面被致密的层层污染物所覆盖，几乎看不到裸露的膜丝表面；耦合 MBR 的膜丝表面则比较清洁，表面污染物质较少，受污染程度也较轻，还可清晰观察到部分未受污染的膜丝表面。(a)
【参考文献】：
期刊论文
[1]微生物本身对超滤膜污染的影响因素研究[J]. 高伟,梁恒,李圭白. 给水排水. 2013(05)
[2]EPS分析方法及其膜污染特性研究进展[J]. 胡以松,王晓昌. 西安建筑科技大学学报(自然科学版). 2013(02)
[3]MBR中胞外聚合物对膜污染影响的研究进展[J]. 仵海燕,李开明,陈中颖,刘爱萍. 环境工程. 2012(06)
[4]胞外聚合物及其对膜污染影响的研究进展[J]. 焦娜,张永刚. 天津工业大学学报. 2010(03)
[5]MBR的临界膜通量及其影响研究[J]. 李顺义,位红卫,吕斯濠,李伟,王岩. 环境工程学报. 2009(09)
[6]污泥减量化水处理技术的研究进展[J]. 何赞,王海燕,田华菡,汪莉,周岳溪. 中国给水排水. 2009(08)
[7]污泥龄对膜生物反应器污泥特性及膜污染的影响[J]. 曹占平,张宏伟,张景丽. 中国环境科学. 2009(04)
[8]MBR中微生物演变及其对膜污染影响的试验研究[J]. 谭德君,吕伟娅,王雅琴. 环境科学与技术. 2007(10)
[9]Sludge reduction with Tubificidae and the impact on the performance of the wastewater treatment process[J]. GUO Xue-song, LIU Jun-xin, WEI Yuan-song, LI Lin Research Center for Eco-Environmental Sciences, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100085, China.. Journal of Environmental Sciences. 2007(03)
[10]胞外聚合物EPS对MBR膜污染的影响[J]. 李绍峰,崔崇威,黄君礼. 哈尔滨工业大学学报. 2007(02)
本文编号：3240580
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