CN109758921B - 一种控制hmbr中膜污染的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种控制HMBR中膜污染的方法，该方法为通过培养活性污泥中的优势微生物种群以控制HMBR中膜污染，其中，优势微生物种群包括变形菌门、酸杆菌门、拟杆菌门，且变形菌门、酸杆菌门、拟杆菌门在细菌总量中的比值逐渐减小。本发明通过培养活性污泥中的优势微生物种群的方式以控制HMBR中的膜污染，方法简单、不增加运行成本，同时能使膜组件的运行周期最长，即膜污染程度最轻，效果显著。

Description

一种控制HMBR中膜污染的方法
技术领域
本发明属于水污染处理技术领域，尤其涉及一种通过在活性污泥中培养优势微生物种群以控制HMBR中膜污染的方法。
背景技术
在普通膜生物反应器(MBR)的曝气池内安装生物填料，运行一段时间后，填料上会生长一层生物膜，这样的MBR称之为复合式膜生物反应器(HMBR)，如图1所示，待处理原水经原水泵提升后进入曝气池，曝气池内有活性污泥混合液以及附着在生物填料上的生物膜，活性污泥和生物膜上生长有大量的微生物，这些微生物通过新陈代谢完成对有机物的降解；而膜组件则起到了固液分离的作用，在自吸泵的抽吸作用下清洁的水通过膜出水管流出曝气池，而活性污泥以及脱落的生物膜则留在曝气池内；空气在气泵的作用下通过曝气头以微小气泡的形式逸出，主要作用有二：一是提供微生物新陈代谢所必须的溶解氧；二是气泡在上升过程中冲刷膜表面，可有效抑制膜污染。在HMBR中，为了控制活性污泥的浓度以及除磷，通过排泥管定期排除剩余污泥。
与CMBR相比，由于生物膜的加入，HMBR则能够有效的减缓膜污染，膜组件的运行周期可大大延长，但是膜污染的问题还是不可避免。由于膜污染的存在，膜组件在运行过程中过滤阻力会逐渐加大，膜通量会逐渐减小。为了恢复膜通量，膜组件在运行过程中会采用反冲、化学清洗等措施，操作程序较为繁琐。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通过在活性污泥中培养优势微生物种群以控制HMBR中膜污染的方法，旨在进一步增强HMBR的膜污染控制能力，并进一步延长膜组件的运行周期。
本发明是这样实现的，一种控制HMBR中膜污染的方法，该方法为通过培养活性污泥中的优势微生物种群以控制HMBR中膜污染，其中，所述优势微生物种群包括变形菌门、酸杆菌门、拟杆菌门，且所述变形菌门、酸杆菌门、拟杆菌门在细菌总量中的比值逐渐减小。
优选地，所述变形菌门占细菌总量的28％～45％，所述酸杆菌门占细菌总量的13％～18％，所述拟杆菌门占细菌总量的10％～15％。
优选地，所述变形菌门占细菌总量的31.6％，所述酸杆菌门占细菌总量的15.5％，所述拟杆菌门占细菌总量的11.6％。
本发明克服现有技术的不足，提供一种控制HMBR中膜污染的方法，通过培养活性污泥中的优势微生物种群以控制HMBR中的膜污染。具体方法为，将活性污泥中的优势微生物种群培养为：数量最多的是变形菌门(Proteobacteria)，占细菌总量的31.6％；其次是酸杆菌门(Acidobacteria)，占细菌总量的15.5％；再次是拟杆菌门(Bacteroidetes)，占细菌总量的11.6％。此时的活性污泥微生物种群Alpha多样性分析结果表明，chao指数为1078.4，ace指数为882.9，shannon指数为5.19，simpson指数为0.0152，活性污泥中物种的丰富性和多样性非常好。此时，滤饼层中的优势微生物种群分别为：数量最多的微生物是变形菌门(Proteobacteria)，占总量的36.1％；其次是拟杆菌门(Bacteroidetes)，占总量的13.4％；再次是酸杆菌门(Acidobacteria)，占总量的13.0％。在此条件下，导致膜污染的主要物质溶解性胞外聚合物(S-EPS)和松散附着型胞外聚合物(LB-EPS)的含量均最低，膜组件的运行周期最长，即膜污染程度最轻。
相比于现有技术的缺点和不足，本发明具有以下有益效果：本发明通过培养活性污泥中的优势微生物种群的方式以控制HMBR中的膜污染，方法简单、不增加运行成本，同时能使膜组件的运行周期最长，即膜污染程度最轻，效果显著。
附图说明
图1是复合式膜生物反应器(HMBR)的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下实施例中，在复合式膜生物反应器(HMBR)中对活性污泥中的优势微生物种群进行培养，其中，复合式膜生物反应器(HMBR)的运行参数为：BOD污泥负荷控制在0.04～0.08kg BOD/(kg MLSS·d)，水温控制在15～23℃，pH控制在7.2～7.7，水力停留时间为10h，污泥停留时间为20d。
实施例1
将活性污泥中的优势微生物种群培养为：数量最多的是变形菌门(Proteobacteria)，占细菌总量的28％；其次是酸杆菌门(Acidobacteria)，占细菌总量的13％；再次是拟杆菌门(Bacteroidetes)，占细菌总量的10％。
此时的活性污泥微生物种群Alpha多样性分析结果表明，chao指数为1058.4，ace指数为862.6，shannon指数为4.29，simpson指数为0.0142，活性污泥中物种的丰富性和多样性非常好。此时，滤饼层中的优势微生物种群分别为：数量最多的微生物是变形菌门(Proteobacteria)，占总量的35.4％；其次是拟杆菌门(Bacteroidetes)，占总量的14.2％；再次是酸杆菌门(Acidobacteria)，占总量的12.8％。在此条件下，导致膜污染的主要物质溶解性胞外聚合物(S-EPS)和松散附着型胞外聚合物(LB-EPS)的含量均较低，膜组件的运行周期延长，即膜污染程度更轻。
实施例2
将活性污泥中的优势微生物种群培养为：数量最多的是变形菌门(Proteobacteria)，占细菌总量的45％；其次是酸杆菌门(Acidobacteria)，占细菌总量的18％；再次是拟杆菌门(Bacteroidetes)，占细菌总量的15％。
此时的活性污泥微生物种群Alpha多样性分析结果表明，chao指数为1072.3，ace指数为880.5，shannon指数为5.32，simpson指数为0.0156，活性污泥中物种的丰富性和多样性非常好。此时，滤饼层中的优势微生物种群分别为：数量最多的微生物是变形菌门(Proteobacteria)，占总量的37.5％；其次是拟杆菌门(Bacteroidetes)，占总量的13.9％；再次是酸杆菌门(Acidobacteria)，占总量的12.5％。在此条件下，导致膜污染的主要物质溶解性胞外聚合物(S-EPS)和松散附着型胞外聚合物(LB-EPS)的含量均较低，膜组件的运行周期延长，即膜污染程度更轻。
实施例3
将活性污泥中的优势微生物种群培养为：数量最多的是变形菌门(Proteobacteria)，占细菌总量的31.6％；其次是酸杆菌门(Acidobacteria)，占细菌总量的15.5％；再次是拟杆菌门(Bacteroidetes)，占细菌总量的11.6％。
此时的活性污泥微生物种群Alpha多样性分析结果表明，chao指数为1078.4，ace指数为882.9，shannon指数为5.19，simpson指数为0.0152，活性污泥中物种的丰富性和多样性非常好。此时，滤饼层中的优势微生物种群分别为：数量最多的微生物是变形菌门(Proteobacteria)，占总量的36.1％；其次是拟杆菌门(Bacteroidetes)，占总量的13.4％；再次是酸杆菌门(Acidobacteria)，占总量的13.0％。在此条件下，导致膜污染的主要物质溶解性胞外聚合物(S-EPS)和松散附着型胞外聚合物(LB-EPS)的含量均最低，膜组件的运行周期最长，即膜污染程度最轻。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种控制HMBR中膜污染的方法，其特征在于，该方法为通过培养活性污泥中的优势微生物种群以控制HMBR中膜污染，其中，所述优势微生物种群包括变形菌门、酸杆菌门、拟杆菌门，且所述变形菌门、酸杆菌门、拟杆菌门在细菌总量中的比值逐渐减小；
所述培养为在复合式膜生物反应器中对活性污泥中的优势微生物种群进行培养，其中，复合式膜生物反应器的运行参数为：BOD污泥负荷控制在0.04～0.08kg BOD/(kgMLSS·d)，水温控制在15～23℃，pH控制在7.2～7.7，水力停留时间为10h，污泥停留时间为20d；
所述变形菌门占细菌总量的28％～45％，所述酸杆菌门占细菌总量的13％～18％，所述拟杆菌门占细菌总量的10％～15％。
2.如权利要求1所述的控制HMBR中膜污染的方法，其特征在于，所述变形菌门占细菌总量的31.6％，所述酸杆菌门占细菌总量的15.5％，所述拟杆菌门占细菌总量的11.6％。
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