水處理膜過程污染機理及其控制

第1章 概述 001
1.1 水污染及膜處理技術(shù) 001
1.2 膜生物反應器 002
1.2.1 膜生物反應器簡介 002
1.2.2 膜生物反應器的應用與研究現(xiàn)狀 003
1.2.3 膜生物反應器主要膜組件構(gòu)型及其供應商 005
1.3 膜生物反應器膜污染評價與表征方法 009
1.3.1 膜污染評價方法 009
1.3.2 膜污染表征手段 011
1.4 膜生物反應器膜污染機理 013
1.4.1 膜污染類型及關(guān)鍵污染物 013
1.4.2 膜污染機理及其動態(tài)變化過程 014
1.5 膜生物反應器膜污染控制 015
1.5.1 膜污染影響因素 015
1.5.2 膜污染控制方法 016
參考文獻 018
第2章 腐殖酸的超濾膜污染行為 019
2.1 關(guān)鍵技術(shù)手段 019
2.2 Ca2 對HA 的UV-vis 吸收光譜的影響 020
2.3 UV-vis 光譜參數(shù)表征HA 膜污染行為 028
2.4 UV-vis 光譜特征參數(shù)表征膜出水中HA 分子量 032
參考文獻 035
第3章 自然光照對腐殖質(zhì)膜污染行為的影響 036
3.1 關(guān)鍵技術(shù)手段 036
3.2 自然光照對HS 性質(zhì)的影響 037
3.3 自然光照對HS 與Ca2 相互作用的影響 039
3.4 光照/ 遮光條件下HS 在超濾膜上的吸附情況 041
3.5 光照/ 遮光條件下HS 的超濾膜污染情況 042
參考文獻 045
第4章 UV-vis 光譜在絮凝- 超濾過程中的應用 046
4.1 關(guān)鍵技術(shù)手段 046
4.2 氯化鋁對DOM zeta 電位和尺寸的影響 047
4.3 氯化鋁對DOM 的UV-vis 光譜特征參數(shù)的影響 048
4.4 鋁絮凝對DOM 膜污染的影響 054
4.5 氯化鋁對DOM 截留率的影響 059
參考文獻 060
第5章 UV-vis 光譜表征超濾膜化學清洗效能 061
5.1 關(guān)鍵技術(shù)手段 061
5.2 NaClO 對AHA 溶液的UV-vis 和EEM 光譜的影響 062
5.3 NaClO 對AHA 膜污染物中含碳基團的影響 072
5.4 NaClO 對AHA 膜污染行為的影響 075
5.5 使用UV-vis 光譜特征參數(shù)評估NaClO 的清洗效能 078
參考文獻 079
第6章 生物大分子的分子尺寸特征 080
6.1 關(guān)鍵技術(shù)手段 080
6.2 BMM 在膜生物反應器中的濃度分布 082
6.3 BMM 的分子量分布 083
6.4 BMM 的熒光光譜特性 084
6.5 BMM 的核磁共振譜圖 087
6.6 凍干BMM 的形態(tài)結(jié)構(gòu) 089
參考文獻 090
第7章 生物大分子的蛋白質(zhì)組學表征 092
7.1 關(guān)鍵技術(shù)手段 092
7.2 膜組件的運行情況 094
7.3 濾餅層的組成成分 094
7.4 濾餅層中蛋白質(zhì)的表達 096
7.5 濾餅層中差異蛋白的識別 099
參考文獻 103
第8章 大腸埃希菌溶解性微生物產(chǎn)物的形成機制及膜污染行為 104
8.1 關(guān)鍵技術(shù)手段 104
8.2 SMP 的生化特性研究 105
8.2.1 大腸埃希菌的生長曲線 105
8.2.2 SMP 的UV-vis 檢測分析 107
8.2.3 SMP 的液相色譜有機碳聯(lián)用檢測分析 109
8.2.4 不同碳源下SMP 中熒光組分的動態(tài)變化 110
8.2.5 SMP 在不同生長階段的分子組成 113
8.3 SMP 的膜污染特性分析 116
8.3.1 膜污染特性 116
8.3.2 膜污染機理 118
8.4 SMP 在環(huán)境界面的吸附沉積行為 121
參考文獻 122
第9章 菌株胞外聚合物的官能團特征與膜污染行為 124
9.1 細菌特性與鑒定 125
9.2 菌株EPS 的紅外光譜 127
9.3 純培養(yǎng)菌株的膜污染潛能 128
9.4 鈣離子介導的細菌膜污染行為 130
9.5 鈣離子與細菌EPS 官能團的相互作用 131
參考文獻 135
第10章 混合菌生長周期對溶解性微生物產(chǎn)物的影響 137
10.1 關(guān)鍵技術(shù)手段 137
10.2 微生物生長狀態(tài)對SMP 累積的影響 138
10.3 微生物生長狀態(tài)對SMP 分子尺寸的影響 140
10.4 微生物不同生長期SMP 的熒光光譜性質(zhì) 141
10.5 微生物不同生長期SMP 的產(chǎn)生潛能 143
參考文獻 144
第11章 基于三組分模型的生物大分子降解機制 146
11.1 關(guān)鍵技術(shù)手段 146
11.2 BMM 的生物降解過程 147
11.3 BMM 的降解動力學模擬 149
11.4 生物降解對BMM 分子尺寸的影響 149
11.5 生物降解對BMM 熒光組分的影響 151
參考文獻 154
第12章 基于活性連續(xù)體模型的溶解性微生物產(chǎn)物降解及微生物響應機制 156
12.1 關(guān)鍵技術(shù)手段 156
12.2 SMP 轉(zhuǎn)化過程的活性連續(xù)體模型模擬 158
12.3 SMP 轉(zhuǎn)化過程中的組分變化 160
12.4 SMP 轉(zhuǎn)化過程中的微生物群落多樣性和結(jié)構(gòu)的響應 160
12.5 SMP 轉(zhuǎn)化過程中的微生物群落組裝 164
12.6 SMP 轉(zhuǎn)化過程中的微生物種間作用 165
12.7 SMP 的反應活性與其微生物降解群落的相互作用 170
參考文獻 173
第13章 膜污染微生物群落的組裝機制 177
13.1 關(guān)鍵技術(shù)手段 177
13.2 MBR 運行性能及膜污染變化 180
13.3 生物濾餅層的微生物組成與多樣性 181
13.4 濾餅層微生物群落組裝的確定性與隨機性過程 185
13.5 濾餅層微生物生態(tài)網(wǎng)絡(luò)的拓撲學特征 187
13.6 濾餅層微生物群落的關(guān)鍵物種 189
13.7 濾餅層微生物群落組裝受多重因素的共同調(diào)控 192
參考文獻 195
第14章 好氧MBR 與厭氧MBR 膜污染行為的對比研究 197
14.1 AeMBR 與AnMBR 的運行效果及膜污染情況 198
14.2 污泥混合液不同組分的過濾性能及膜污染潛力 204
14.3 污泥上清液和膜污染物上清液的尺寸分布 205
14.4 膜表面有機物的官能團特征 207
14.5 膜表面微生物的微生物組成及溯源分析 208
14.6 膜表面濾餅層中微生物演替過程及種間相互作用 211
參考文獻 215
第15章 有機負荷率對AnMBR 游離菌及其膜污染行為的影響 218
15.1 關(guān)鍵技術(shù)手段 219
15.1.1 AnMBR 的搭建與運行 219
15.1.2 污泥上清液游離菌的熒光染色及顯微觀察 220
15.2 AnMBR 的運行效果 220
15.3 污泥上清液的尺寸分布及游離菌形貌 225
15.4 OLR 對游離菌的群落結(jié)構(gòu)及生物演替的影響 227
15.5 不同OLR 下游離菌對于膜污染的影響 230
15.6 游離菌的微生物種間關(guān)系 232
參考文獻 235
第16章 實際MBR 污水廠的膜污染特性分析 237
16.1 膜組件TMP 變化情況 237
16.2 膜污染分析 239
16.2.1 膜絲SEM 表征 239
16.2.2 膜污染物組成及濃度 240
16.2.3 膜污染物顯微紅外表征 241
16.3 膜表面污染物的微生物特性 243
16.3.1 微生物多樣性及其組成 243
16.3.2 微生物代謝功能特征 249
第17章 化學清洗藥劑對生物大分子理化性質(zhì)和分子結(jié)構(gòu)的影響研究 250
17.1 化學清洗劑對生物大分子流變性能的影響 250
17.2 化學清洗劑對生物大分子分子尺寸的影響 252
17.3 化學清洗劑對生物大分子表面電荷的影響 254
17.4 化學清洗劑作用下生物大分子的EEM 光譜 256
17.5 化學清洗劑作用下生物大分子的FTIR 光譜 257
17.6 化學清洗劑作用下生物大分子的XPS 光譜 260
參考文獻 264
第18章 NaClO 對聚醚砜膜的作用機制 266
18.1 NaClO 清洗后PES/PVP 膜的ATR-FTIR 光譜 267
18.2 二維紅外相關(guān)光譜揭示PES/PVP 膜的老化過程 269
18.3 NaClO 清洗后PES/PVP 膜的性能 277
18.4 NaClO 處理后PES/PVP 膜污染行為 278
參考文獻 281
第19章 NaClO 對多糖的作用機制 283
19.1 NaClO 作用下海藻酸鹽的FTIR 光譜 284
19.2 二維紅外相關(guān)光譜揭示NaClO 對海藻酸鹽的作用 285
19.3 NaClO 作用下海藻酸鹽的膜污染行為 288
參考文獻 292
第20章 高頻率低濃度NaClO 維護反洗對膜污染的控制 294
20.1 MBR 運行情況 295
20.2 TMP 動態(tài)變化 297
20.3 生物聚合物的變化 300
20.4 膜污染層微生物群落結(jié)構(gòu)變化 301
20.5 膜性質(zhì)的變化 302
參考文獻 305
第21章 NaOH 在線化學反洗在膜污染控制中的應用 306
21.1 MBR 運行情況 306
21.2 NaOH 反洗對pH 值的控制 308
21.3 NaOH 反洗對膜污染的控制 309
21.4 反洗過程中膜污染物的脫落 311
21.5 NaOH 反洗對膜表面濾餅層組成的影響 312
21.6 NaOH 反洗對膜結(jié)構(gòu)的影響 313
21.6.1 膜表面和截面的SEM 圖 313
21.6.2 膜自身阻力的變化情況 314
21.6.3 膜表面FTIR 分析 314
參考文獻 315
第22章 群體淬滅細菌Rhodococcus sp. BH4 對生物膜生長的差異化作用 316
22.1 污泥分離菌株的生物膜 317
22.2 種間作用對生物膜生長及其組成的影響 317
22.3 Rhodococcus sp. BH4 對細菌生長速率的影響 321
參考文獻 324
第23章 生物相分離AnMBR 對游離菌的調(diào)控及膜污染行為的影響 326
23.1 關(guān)鍵技術(shù)手段 327
23.2 兩相AnMBR 的運行效果 328
23.3 不同生物相污泥混合液過濾性能的差異 332
23.4 不同生物相污泥上清液的尺寸分布及游離菌的形貌特征 334
23.5 不同生物相污泥上清液游離微生物群落的差異 335
參考文獻 340
附錄 341
附錄1 主要縮寫對照表 341
附錄2 膜生物反應器通用技術(shù)規(guī)范 343