生物膜-qMBR工藝與膜污染緩解機(jī)制研究
本文選題:Bf-qMBR 切入點(diǎn):膜污染 出處:《哈爾濱工業(yè)大學(xué)》2015年碩士論文
【摘要】:膜生物反應(yīng)器(MBR)因其高效的截留與處理效果受到廣泛親睞,但其昂貴的膜材質(zhì)及膜污染問(wèn)題制約其發(fā)展與應(yīng)用。在減緩膜污染研究方面,一些研究者們采用在MBR中投加填料的方式以減緩膜污染取得了不錯(cuò)成效;另一些研究者們采用廉價(jià)的大孔徑網(wǎng)作為過(guò)濾膜(quasi MBR組件)代替MBR組件在水處理中達(dá)到了良好的處理效果。本文將quasi MBR(qMBR)與生物膜填料(Biofilm)結(jié)合,利用生物填料載體的長(zhǎng)生物鏈、長(zhǎng)污泥齡及高生物量,與qMBR膜分離出水相結(jié)合,研究Bf-qMBR工藝及B-Bf-qMBR工藝(隔板分區(qū)優(yōu)化工藝后的Bf-q MBR)的運(yùn)行效果、膜污染行為及其影響因素。長(zhǎng)期運(yùn)行結(jié)果表明:qMBR系統(tǒng)能達(dá)到與MBR工藝相同的有機(jī)物和氨氮的去除效能,COD和氨氮的平均出水濃度分別在22 mg/L和1 mg/L以下,平均去除率均分別在93%和98%以上。三維熒光光譜分析各系統(tǒng)上清液和出水的溶解性有機(jī)物成分發(fā)現(xiàn),q MBR系統(tǒng)對(duì)酪氨酸和色氨酸類蛋白質(zhì)及可溶性微生物產(chǎn)物等易降解的有機(jī)物組分的截留效果較低,對(duì)難降解的富里酸和腐殖酸的截留效果與MBR類似,結(jié)果表明qMBR膜組件不會(huì)顯著截留膜污染物質(zhì),可保持較高的膜通量。B-Bf-MBR膜污染速率顯著低于其他系統(tǒng),與MBR相比,qMBR系統(tǒng)均具有較小的膜污染速率。Bf-MBR系統(tǒng)中由于生物膜的生長(zhǎng),其污泥比阻和Zeta電位得到了有效控制;胞外聚合物(Extracellular Polymeric Substances,EPS)和溶解性微生物產(chǎn)物(Soluble Microbial Product,SMP)及其蛋白質(zhì)和多糖組分含量也有顯著降低,而生物聚集體(Biopolymer Cluster,BPC)及其蛋白質(zhì)和多糖組分含量差異較小。B-Bf-qMBR系統(tǒng)中由于對(duì)上清液有機(jī)物的有效阻隔,可進(jìn)一步控制污泥比阻和Zeta電位,有效降低EPS與BPC中的蛋白質(zhì)組分與SMP中的蛋白質(zhì)與多糖組分。掃描電鏡圖像表明,qMBR具有空隙較大的立體結(jié)構(gòu),抗膜污染能力較強(qiáng);無(wú)紡布填料表面孔隙度大,利于微生物附著生長(zhǎng),從而使B-Bf-qMBR的膜表面濾餅層厚度顯著降低,孔隙度增大,有效的緩解了膜污染的發(fā)生。對(duì)不同系統(tǒng)中的菌群多樣性指數(shù)和相似性分析發(fā)現(xiàn),各系統(tǒng)中的多樣性指數(shù)均高于接種污泥;MBR和填料系統(tǒng)的各工藝的菌群均和接種污泥具有較高相似性,高于MBR系統(tǒng)與填料系統(tǒng)之間的相似性。顯微鏡檢對(duì)比表明,B-Bf-qMBR的原后生動(dòng)物的多樣性高于MBR系統(tǒng),其中累枝蟲(chóng)蟲(chóng)體更大,鐘蟲(chóng)和輪蟲(chóng)數(shù)量也有所增加,還出現(xiàn)了獨(dú)縮蟲(chóng)以及更高級(jí)的線蟲(chóng)、寡毛蟲(chóng)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 .
【學(xué)位授予單位】:哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號(hào)】:X703
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本文編號(hào):1710723
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