王 芳,李之鵬,徐 仲*,尤 宏, ,宋偉龍,肖松陽

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AF-MBR處理海水養(yǎng)殖廢水性能及膜污染特性

王 芳1,李之鵬1,徐 仲1*,尤 宏1, 2,宋偉龍2,肖松陽3

(1.哈爾濱工業(yè)大學(xué)(威海)海洋科學(xué)與技術(shù)學(xué)院環(huán)境工程系,山東 威海 264200；2.哈爾濱工業(yè)大學(xué)市政環(huán)境工程學(xué)院環(huán)境科學(xué)與工程系,城市水資源與水環(huán)境國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,黑龍江 哈爾濱 150090；3.黑龍江省大慶油田礦區(qū)服務(wù)事業(yè)部安全環(huán)保處,黑龍江 大慶 163000)

為了考察缺氧濾池-膜生物反應(yīng)器(AF-MBR)對(duì)海水養(yǎng)殖廢水的處理效果,在膜生物反應(yīng)器中投加聚氨酯懸浮性填料,并以獨(dú)立運(yùn)行的膜生物反應(yīng)器作為對(duì)照.結(jié)果表明,組合反應(yīng)系統(tǒng)的總氮去除率和總有機(jī)碳(TOC)去除率分別為92%和90%,高于對(duì)照膜生物反應(yīng)器的86%和85%.并且,前置缺氧濾池和填料的投加也明顯緩解了膜污染.通過對(duì)兩個(gè)反應(yīng)器提取的溶解性微生物產(chǎn)物(SMP)和細(xì)胞胞外聚合物(EPS)進(jìn)行紅外光譜和三維熒光光譜的測(cè)定,確定了蛋白質(zhì)和多糖為主要的膜污染物質(zhì),并且膜污染物質(zhì)的減少緩解了膜污染現(xiàn)象.

膜生物反應(yīng)器(MBR)；去除率；膜污染；溶解性微生物產(chǎn)物(SMP)；細(xì)胞胞外聚合物(EPS)

近年來,由于世界人口的增長(zhǎng)和對(duì)海產(chǎn)品的需求不斷上漲,海水養(yǎng)殖業(yè)得到了迅速的發(fā)展,也因此產(chǎn)生了大量的海水養(yǎng)殖廢水[1].海水養(yǎng)殖廢水主要由懸浮性固體、含氮化合物和有機(jī)物組成[2],當(dāng)未經(jīng)處理的海水養(yǎng)殖廢水排放到附近的海域時(shí),會(huì)造成水華、海水富營養(yǎng)化等一系列生態(tài)問題.又由于海水本身較高的鹽度及海水養(yǎng)殖廢水污染結(jié)構(gòu)的特殊性,給海水養(yǎng)殖廢水的處理帶來了更大的難度[3].

膜生物反應(yīng)器(MBR)作為生物處理法的一種,具有生物處理和膜分離的雙重特點(diǎn)[4],相對(duì)于傳統(tǒng)的活性污泥法,具有出水水質(zhì)好、自動(dòng)化程度高、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)[5],已經(jīng)成為了21世紀(jì)最有前景的污水處理技術(shù)之一[6].張捍民等[7]研究表明利用A2/O-MBR反應(yīng)系統(tǒng)處理模擬生活污水,具有很好的脫氮效果.然而,膜污染仍然是制約膜技術(shù)廣泛應(yīng)用的主要障礙[8].一旦膜污染現(xiàn)象出現(xiàn),就會(huì)造成系統(tǒng)運(yùn)行的中斷,提高膜維護(hù)和清洗的費(fèi)用,同時(shí)還會(huì)降低膜組件的使用壽命[9].造成膜污染的因素眾多,包括反應(yīng)器的運(yùn)行條件(溶解氧濃度、水力停留時(shí)間)、污泥混合液的性質(zhì)、膜材料、膜孔徑等[10].

基于在海水高鹽環(huán)境下如何提高總氮的去除率并有效緩解膜污染的問題,本實(shí)驗(yàn)搭建了缺氧濾池-膜生物反應(yīng)器(AF-MBR)的耦合實(shí)驗(yàn)裝置,同時(shí)設(shè)置一套獨(dú)立運(yùn)行的MBR作為對(duì)照,考查了AF-MBR對(duì)模擬海水養(yǎng)殖廢水的處理效果及其膜污染情況,以期為海水養(yǎng)殖廢水的處理提供參考.

1 材料與方法

1.1 AF-MBR工藝裝置

本實(shí)驗(yàn)共有2套實(shí)驗(yàn)裝置,分別記為對(duì)照MBR系統(tǒng)和AF-MBR系統(tǒng).AF-MBR 系統(tǒng)膜生物反應(yīng)器中污泥混合液部分回流至缺氧濾池,回流比為2.5,見圖1.

圖1 AF-MBR與對(duì)照MBR反應(yīng)器示意

1.原水箱;2.膜組件;3.出水泵;4.回流泵;5.曝氣泵;6.纖維絲填料;7.聚氨酯填料

MBR中內(nèi)置一組膜組件,膜孔徑為0.03um,總膜面積為0.2m2;AF內(nèi)置三組纖維填料,各反應(yīng)器尺寸均為30cm′25cm′17cm,有效容積均為11L.其中,AF-MBR反應(yīng)器中投加一定量的聚氨酯填料.兩個(gè)生物反應(yīng)器底部均設(shè)有兩組微孔曝氣器,在運(yùn)行期間進(jìn)行連續(xù)曝氣,膜生物反應(yīng)器中液面高度由液位繼電器保持,反應(yīng)器內(nèi)的污泥混合液在蠕動(dòng)泵的抽吸作用下經(jīng)膜過濾出水,蠕動(dòng)泵由時(shí)間繼電器控制并采用開8min、停2min的間歇運(yùn)行方式.通過真空壓力表反應(yīng)膜組件的污染情況,當(dāng)膜過濾壓差達(dá)到30kPa時(shí),將膜組件取出進(jìn)行清洗.

1.2 廢水水質(zhì)情況

本實(shí)驗(yàn)所用廢水為模擬海水養(yǎng)殖廢水,主要成分為可溶性淀粉、NH4Cl、KH2PO4、K2HPO4和NaHCO3,所用海水取自山東省威海市環(huán)翠區(qū)小石島,屬于我國海域分區(qū)中的黃海海域.表1為投加的營養(yǎng)物質(zhì)的濃度.

表1 營養(yǎng)物質(zhì)的濃度

1.3 SMP和EPS的提取與測(cè)定

取50mL污泥混合液于4000r/min的轉(zhuǎn)速下離心5min,取上清液經(jīng)0.45um的醋酸纖維濾膜過濾后,所得濾液即為溶解性微生物產(chǎn)物(SMP).取50mL污泥混合液于4000r/min的轉(zhuǎn)速下離心5min,移去上清液,加去離子水至50mL,在80℃的水浴鍋中加熱30min,再在4000r/min的轉(zhuǎn)速下離心5min,取上清液經(jīng)0.45um的醋酸纖維濾膜過濾后,所得濾液即為微生物胞外聚合物(EPS). SMP和EPS均由蛋白質(zhì)和多糖組成,測(cè)定其中蛋白質(zhì)和多糖的含量,相加即為SMP或EPS的含量.

1.4 分析方法

實(shí)驗(yàn)需要測(cè)定的常規(guī)水質(zhì)指標(biāo)主要包括總有機(jī)碳(TOC),總氮(TN),分別采用TOC測(cè)定儀和堿性過硫酸鉀消解分光光度法[11]進(jìn)行測(cè)試.蛋白質(zhì)采用Folin-酚分光光度法[12]測(cè)定,多糖的含量采用苯酚-硫酸法[13]測(cè)定.為減小實(shí)驗(yàn)誤差,測(cè)定過程設(shè)置3個(gè)平行實(shí)驗(yàn)組.

膜污染一般由膜過濾過程中的污泥阻力來表示,本實(shí)驗(yàn)中采用記錄跨膜壓差(TMP)的變化來反應(yīng)膜污染情況,TMP直接由壓力表讀取.

將定期從反應(yīng)器中提取的SMP和EPS放入蒸發(fā)皿中,于60℃下在烘箱中放置48h,進(jìn)行紅外光譜(FTIR)分析獲得膜污染物質(zhì)中主要物質(zhì)官能團(tuán)的信息.

在實(shí)驗(yàn)中對(duì)從反應(yīng)器中定期提取的SMP和EPS進(jìn)行三維熒光光譜分析,激發(fā)光波長(zhǎng)范圍為220~450nm,步長(zhǎng)10nm,發(fā)射光波長(zhǎng)范圍為220~ 600nm,步長(zhǎng)10nm,掃描速度為1500nm/min.所得結(jié)果利用Origin8.0軟件進(jìn)行分析.

2 結(jié)果與討論

2.1 AF-MBR去除有機(jī)物及脫氮效果

兩套反應(yīng)系統(tǒng)對(duì)有機(jī)物的去除率均在80%~90%之間,組合工藝的處理效果稍高于對(duì)照MBR,如圖2所示.基于MBR自身所具有的污泥濃度高、膜的攔截作用等特點(diǎn),所以兩套反應(yīng)系統(tǒng)對(duì)有機(jī)物的去除率較高.Mannian等[14]考察在鹽度逐漸增加的情況下,序批式MBR對(duì)污水的處理效果,發(fā)現(xiàn)鹽度從2g/L增加到10g/L時(shí),COD的去除率維持在90%左右.因此,當(dāng)MBR系統(tǒng)內(nèi)的微生物適應(yīng)了高鹽的生長(zhǎng)環(huán)境,依然可以實(shí)現(xiàn)對(duì)有機(jī)物的高效去除,在本實(shí)驗(yàn)中增加懸浮性的填料只能使有機(jī)物的去除率得到略小的提升.

圖2 AF-MBR與對(duì)照MBR的TOC去除率

圖3 AF-MBR與對(duì)照MBR的總氮去除率

圖4 AF-MBR與對(duì)照MBR的TMP變化

總氮去除率是考察反應(yīng)器處理效果的一個(gè)主要指標(biāo),從圖3可以看出,對(duì)照MBR和AF- MBR的總氮去除率分別在80%和92%左右.由于廢水處理系統(tǒng)及參數(shù)、處理水質(zhì)的不同,得到的處理效果也存在很大的差異,但處理海水養(yǎng)殖廢水能達(dá)到這樣高的總氮去除率在國內(nèi)外的研究中并不多見.范美霖等[15]構(gòu)建了生物強(qiáng)化的MBR-AF短程硝化反硝化工藝,考察該工藝對(duì)高氨氮廢水的處理效果,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該體系總氮去除率最高達(dá)90%以上,但該研究并沒有考察鹽度的影響.而Guan等[16]采用大孔徑的膜組件處理高鹽廢水,當(dāng)系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行74d后, COD和總氮的去除率分別為83.1%和63.3%.在本實(shí)驗(yàn)中,對(duì)照MBR反應(yīng)器始終維持著好氧的環(huán)境,因此其硝化反應(yīng)進(jìn)行的十分徹底,與此同時(shí),由于該反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度很大,污泥顆粒互相聚集從而在其內(nèi)部形成了缺氧的環(huán)境,也能進(jìn)行一些反硝化過程.而組合系統(tǒng)中的生物反應(yīng)器在好氧條件下能夠?qū)U水中的NH4+-N通過硝化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為NO2--N、NO3--N,并且通過與前置缺氧濾池之間的回流,使得NO2--N、NO3--N進(jìn)入缺氧濾池后通過反硝化反應(yīng)來脫氮.由于在生物處理的過程中反硝化反應(yīng)是去除氮的主要途徑,而AF-MBR系統(tǒng)的反硝化反應(yīng)進(jìn)行的比較充分,因此其總氮去除率較對(duì)照MBR要高.

2.2 膜污染情況

TMP能夠直觀反映出反應(yīng)器的膜污染情況,圖4展示了兩套反應(yīng)器的TMP變化規(guī)律.從TMP變化的情況來看,在膜組件運(yùn)行初期,對(duì)照MBR的TMP增長(zhǎng)速度就較快,在第5d后開始出現(xiàn)TMP的躍升;而AF-MBR的膜污染趨勢(shì)表現(xiàn)為“三階段”的增長(zhǎng)特點(diǎn),從開始運(yùn)行到第10d左右,清潔膜表面由于膜孔堵塞等原因使得TMP在短期內(nèi)呈現(xiàn)較快的增長(zhǎng),從第10d到第25d左右,TMP呈現(xiàn)緩慢的近似于線性的增長(zhǎng),從25d以后,由于泥餅層的形成、滲透通量高于臨界通量等原因,TMP出現(xiàn)躍升;并且還可以看出AF- MBR的膜污染周期要顯著長(zhǎng)于對(duì)照MBR.這是因?yàn)閷?duì)照MBR內(nèi)污泥濃度高,向膜表面沉積的污泥量也較多,會(huì)造成嚴(yán)重膜孔堵塞以及濾餅層污染,從而其膜污染較嚴(yán)重;而AF-MBR系統(tǒng)由于缺氧濾池中填料的攔截作用、MBR中的污泥都附著在填料上生長(zhǎng),以污泥混合液形式存在的污泥量少,從而向膜表面沉積的污泥量就很少,因此延緩了其膜污染.梁文鐘等[17]也指出在浸沒式膜生物反應(yīng)器中,高的污泥濃度雖然可以提高污水凈化的效果,但同時(shí)也會(huì)加重膜組件的污染,從而影響到系統(tǒng)的總體運(yùn)行效能.成英俊等[18]指出,膜生物反應(yīng)器中投加懸浮性的填料,可以在提高總氮去除率的同時(shí)也可以緩解膜污染現(xiàn)象.

圖5 AF-MBR與對(duì)照MBR中SMP和EPS的含量

2.3 SMP和EPS的含量分析

膜污染的因素眾多,相互之間的影響也十分復(fù)雜,在目前有關(guān)于MBR膜污染現(xiàn)象的研究中,都普遍認(rèn)為SMP和EPS是造成膜污染的主要因素,它們的主要組成成分為蛋白質(zhì)和多糖,本實(shí)驗(yàn)以蛋白質(zhì)和多糖的總量來代表SMP和EPS的含量.

圖5表明對(duì)照MBR反應(yīng)器的SMP和EPS濃度均要高于AF-MBR反應(yīng)器,前述研究表明,對(duì)照MBR的膜污染速率要高于AF-MBR,可見SMP和EPS的濃度與膜污染速率有很大的關(guān)系,這也和Ding等[19]得到的結(jié)論一致.另外,對(duì)照MBR中EPS的濃度要比AF-MBR高出很多,這是因?yàn)镋PS濃度和反應(yīng)器內(nèi)的污泥量有很大的關(guān)系,對(duì)照MBR中污泥量很大,而在AF-MBR中大部分的污泥都附著在填料上生長(zhǎng),只有很少一部分污泥在反應(yīng)器中以污泥混合液的形式存在,因此其EPS濃度較低.由此也可以看出,反應(yīng)器內(nèi)投加填料使得污泥附著生長(zhǎng),減少了膜污染物質(zhì)的產(chǎn)生.

2.4 SMP和EPS的紅外光譜分析

利用紅外光譜可以識(shí)別對(duì)照MBR和AF-MBR系統(tǒng)內(nèi)SMP和EPS的主要官能團(tuán),紅外光譜中波數(shù)在1660和1540cm-1處分別對(duì)應(yīng)著氨基酸一級(jí)(C=O)和二級(jí)結(jié)構(gòu)(C—N＋N—H),可以說明蛋白質(zhì)的存在;而波數(shù)在1100cm-1處的C—O鍵則說明了糖類物質(zhì)的存在.

Wang等[20]對(duì)EPS的不同組分進(jìn)行紅外光譜分析時(shí),在譜圖中均出現(xiàn)了蛋白質(zhì)和多糖的特征峰,本實(shí)驗(yàn)從對(duì)照MBR與AF-MBR中提取的SMP與EPS也均含有糖類和蛋白質(zhì)的特征峰,如圖6所示.說明膜污染物質(zhì)中主要含有蛋白質(zhì)和多糖,并且對(duì)照MBR的兩個(gè)峰強(qiáng)度均高于AF-MBR,說明對(duì)照MBR中SMP和EPS的濃度均高于AF-MBR,這與上一節(jié)的結(jié)果一致,說明糖類和蛋白質(zhì)含量的減少對(duì)AF-MBR膜污染的減輕起著重要的作用.

圖6 AF-MBR與對(duì)照MBR中SMP和EPS的紅外光譜

Fig.6 FTIR spectra of SMP and EPS in the AF-MBR and control-MBR

2.5 SMP和EPS的三維熒光光譜分析

為了進(jìn)一步分析兩套反應(yīng)系統(tǒng)中SMP和EPS特性的變化,本節(jié)采用三維熒光光譜對(duì)兩個(gè)反應(yīng)器提取的SMP和EPS進(jìn)行分析,可以看出兩套反應(yīng)器膜污染物質(zhì)特性的不同.根據(jù)三維熒光光譜圖中各類物質(zhì)的分布情況[21],A峰和B峰分別代表色氨酸類蛋白質(zhì)和芳香類蛋白質(zhì),這兩種物質(zhì)在兩個(gè)反應(yīng)器的SMP 和EPS中均存在.而在兩個(gè)反應(yīng)器提取的SMP中,還存在另外兩個(gè)峰——C峰和D峰,它們分別代表了類腐殖酸類物質(zhì)和類富里酸類物質(zhì),這也與安瑩[22]、唐書娟[23]等人分析MBR系統(tǒng)中SMP和EPS樣品的熒光特性時(shí)所得到主要熒光物質(zhì)一致.

對(duì)比兩個(gè)反應(yīng)器SMP的三維熒光光譜圖可以看出,對(duì)照MBR中色氨酸類蛋白質(zhì)的熒光強(qiáng)度要高于AF-MBR,并且與對(duì)照MBR相比,AF- MBR中類富里酸類物質(zhì)的熒光峰位置發(fā)生了一定程度的藍(lán)移,藍(lán)移代表一些大分子的物質(zhì)破碎為小分子的物質(zhì)[24],能夠減輕膜污染.

從圖7可以看出,對(duì)照MBR和AF-MBR中的EPS均存在2個(gè)特征峰:色氨酸類蛋白質(zhì)和芳香類蛋白質(zhì),對(duì)照MBR的EPS中還存在C峰——類腐殖酸類物質(zhì),這也與EPS含量分析的結(jié)果相對(duì)應(yīng).Wang等[25]對(duì)MBR中的DOM樣品進(jìn)行三維熒光光譜識(shí)別,發(fā)現(xiàn)有兩組峰和蛋白質(zhì)相關(guān),并指出蛋白質(zhì)類物質(zhì)易停留在膜孔中,是造成膜污染的主要物質(zhì).從熒光光譜中可以看出對(duì)照MBR中兩個(gè)峰的強(qiáng)度均高于AF-MBR,說明蛋白質(zhì)的減少對(duì)減輕AF-MBR的膜污染現(xiàn)象起著重要的作用.

圖7 AF-MBR與對(duì)照MBR中SMP和EPS的三維熒光光譜

Fig.7 3DEEM fluorescence spectra of SMP and EPS in the AF-MBR and control-MBR

3 結(jié)論

3.1 AF-MBR系統(tǒng)對(duì)總氮的去除率可以達(dá)到90%以上,對(duì)TOC的去除效果也可以達(dá)到85%以上.

3.2 TMP的變化規(guī)律表明,AF-MBR組合工藝的膜污染情況比對(duì)照MBR要輕;提取兩個(gè)反應(yīng)器內(nèi)SMP和EPS并進(jìn)行濃度測(cè)定,發(fā)現(xiàn)AF- MBR中SMP和EPS的濃度較低.

3.3 通過紅外光譜來識(shí)別SMP和EPS中的官能團(tuán),確定膜污染物質(zhì)中有蛋白質(zhì)和多糖,并且AF-MBR的SMP和EPS中蛋白質(zhì)和多糖的吸收峰強(qiáng)度較低.

3.4 利用三維熒光光譜來分析SMP和EPS中污染物質(zhì)的類別,發(fā)現(xiàn)AF-MBR中污染物質(zhì)的熒光峰強(qiáng)度要低于對(duì)照MBR,說明膜污染物質(zhì)的減少是減輕AF-MBR膜污染現(xiàn)象的主要原因.

[1] Zheng D, Chang Q B, Li Z W, et al. Performance and microbial community of a sequencing batch biofilm reactor treating synthetic mariculture wastewater under long-term exposure to norfloxacin [J]. Bioresource Technology, 2016,222(9):139-147.

[2] Zheng D, Chang Q B, Gao M C, et al. Performance evaluation and microbial community of a sequencing batch biofilm reactor (SBBR)treating mariculture wastewater at different chlortetracycline concentrations [J]. Journal of Environmental Management, 2016,182(8):496-504.

[3] 李來陽,謝衛(wèi)兵.海水養(yǎng)殖廢水處理技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 河北漁業(yè), 2009,5(17):46-50.

[4] 董良飛,郗曉敏,余海靜,等.MBR組合工藝脫氮除磷研究進(jìn)展[J]. 中國給水排水, 2010,26(4):25-28.

[5] 郭小馬,趙 焱,王開演,等.MBR與SMBR脫氮除磷特性及膜污染控制[J]. 環(huán)境科學(xué), 2015,36(3):1013-1020.

[6] Meng F G, Chae S R, Drews A, et al. Recent advances in membrane bioreactors(MBRs):Membrane fouling and membrane material [J]. Water Research, 2009,43(6):1489-1512.

[7] 張捍民,張 杰,肖景霓,等.A2O-MBR工藝反硝化脫氮除磷研究[J]. 大連理工大學(xué)學(xué)報(bào), 2008,48(4):490-495.

[8] Drews A. Membrane fouling in membrane bioreactors- characterisation, contradictions, cause and cures [J]. Journal of Membrane Science, 2010,363(1):1-28.

[9] Guo W S, Ngo H H, Li J X. A mini review on membrane fouling [J]. Bioresource Technology, 2012,122(5):27-34.

[10] Le-Clech P, Chen V, Fane T A G. Fouling in membrane bioreactors used in wastewater treatment [J]. Journal of Membrane Science, 2006,284(1):17-53.

[11] 國家環(huán)保總局《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》編委會(huì).水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法 [M]. 北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社, 2002.

[12] Lowry O H, Rosebrough N J, Farr A L, et al. Protein measurement with the Folin phenol reagent [J]. Journal of Biological Chemistry, 1951,193(1):265-275.

[13] Dubois M, Gilles K A, Hamilton J K, et al. Colorimetric method for determination of sugars and related substances [J].Analytical Chemistry, 1956,28(3):350-356.

[14] Mannina G, Capodici M, Cosenza A, et al. Sequence batch membrane bio-reactor for wastewater treatment: The effect of increased salinity [J]. Bioresource Technology, 2016,209(3): 205-212.

[15] 范美霖,張?jiān)葡?張勁松,等.生物強(qiáng)化MBR-AF工藝短程硝化反硝化研究[J]. 環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào), 2012,32(8):1814-1821.

[16] Guan D, Fung W C, Law F, et al. Pilot trail of a compact macro-filtration membrane bioreactor process of saline wastewater treatment [J]. Water Research & Technology, 2014, 70(1):120-126.

[17] 梁文鐘,湯 兵,黃紹松,等.浸沒式膜生物反應(yīng)器中生物質(zhì)的增殖及其對(duì)運(yùn)行效能的影響[J]. 中國環(huán)境科學(xué), 2013,33(8): 1399-1406.

[18] 成英俊,張捍民,張興文,等.生物膜-膜生物反應(yīng)器脫氮除磷性能[J]. 中國環(huán)境科學(xué), 2004,24(1):72-75.

[19] Ding Y, Tian Y, Li Z P, et al. Characterization of organic membrane foulants in a forward osmosis membrane bioreactor treating anaerobic membrane bioreactor effluent [J]. Bioresource Technology, 2014,167(3):137-143.

[20] Wang Z W, Wu Z C, Yin X, et al. Membrane fouling in a submerged membrane bioreactor (MBR) under sub-critical flux operation: Membrane foulant and gel layer characterization [J]. Journal of Membrane Science, 2008,325(1):238-244.

[21] Chen W, Westerhoff P, Leenheer J A, et al. Fluorescence Excitation-Emission Matrix regional integration to quantify spectra for dissolved organic matter [J]. Environmental Science & Technology, 2003,37(24):5701-5710.

[22] 安 瑩,王志偉,李 彬,等.鹽度沖擊下MBR污泥SMP和EPS的三維熒光光譜解析[J]. 中國環(huán)境科學(xué), 2014,34(7):1754-1762.

[23] 唐書娟,王志偉,吳志超,等.膜-生物反應(yīng)器中溶解性有機(jī)物的三維熒光分析[J]. 中國環(huán)境科學(xué), 2009,29(3):290-295.

[24] Swietlik J, Dabrowska A, Raczyk-Stanislawiak U, et al. Reactivity of natural organic matter fractions with chlorine dioxide and ozone [J]. Water Research, 2004,38(3):547-558.

[25] Wang Z W, Wu Z C, Tang S J. Characterization of dissolved organic matter in a submerged membrane bioreactor by using three-dimension excitation and emission matrix fluorescence spectroscopy [J]. Water Research, 2009,43(1):1533-1540.

Studies on the nitrogen removal performance and membrane fouling characteristics of AF-MBR for mariculture wastewater treatment.

WANG Fang1, LI Zhi-peng1, XU Zhong1*, YOU Hong1,2, SONG Wei-long2, XIAO Song-yang3

(1.School of Marine Science and Technology, Harbin Institute of Technology, Weihai 264200, China；2.State Key Laboratory of Urban Water Resource and Environment, School of Municipal and Environmental Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin 150090, China；3.Department of Security and Environmental Protection, Department of Heilongjiang Daqing Oilfield Mining Service, Daqing 163000, China)., 2018,38(5)：1760~1766

In order to investigate the pollutants removal efficiencies for the anoxic-filter membrane bioreactor (AF-MBR) treating mariculture wastewater, polyurethane suspended filler was added into the membrane bioreactor in contrast with a single membrane bioreactor. The total nitrogen and TOC removal efficiencies in AF-MBR reached 92% and 90%, respectively, which were higher than 86% and 85% in control-MBR, respectively. In addition, the prepositioned anoxic-filter and the added fillers significantly alleviated the membrane fouling. The soluble microbial products (SMP) and extracellular polymers (EPS) extracted from two reactors were analyzed by the infrared spectrum and three-dimensional fluorescence spectra, and protein and polysaccharide were the main membrane foulants. Moreover, the reduction of membrane foulants mitigated the membrane fouling.

membrane bioreactor；removal rate；membrane fouling；soluble microbial products (SMP)；extracellular polymers (EPS)

X55

A

1000-6923(2018)05-1760-07

2017-09-22

國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51408158)

* 責(zé)任作者, 副教授, 13963173529@163.com

王 芳(1994-),女,河北滄州人,哈爾濱工業(yè)大學(xué)(威海)碩士研究生,主要研究方向?yàn)樗廴究刂?