我院刘百仓教授团队BITE：臭氧氧化耦合移动床生物膜-浸没式膜生物反应器有效去除页岩气废水有机物

我院刘百仓教授团队近期于期刊Bioresource Technology发表题为“臭氧氧化耦合移动床生物膜-浸没式膜生物反应器有效去除页岩气废水有机物”的文章。该文章的第一作者为硕士研究生刘馨钰，通讯作者为刘百仓教授。

「研究亮点」

1. 臭氧氧化后的MBBF-SMBR可有效去除页岩气废水中的有机物。

2. 与传统SMBR相比，MBBF-SMBR具有更高的有机物去除率。

3. MBBF-SMBR在运行期间显示出较低的膜污染。

4. 在MBBF-SMBR中发现大量具有生物降解能力的特定细菌。

5. 有关膜转运和氮代谢的基因在生物膜中所占比例较大。

「文章简介」

页岩气废水成分复杂、盐度高，需要一种以去除有机物为主要目标的经济高效的处理方法。在本研究中，综合评价了臭氧氧化和移动床生物膜-浸没式膜生物反应器（MBBF-SMBR）组成的耦合系统对页岩气废水的处理效果，并与臭氧氧化和普通浸没式膜生物反应器（SMBR）组成的系统进行了比较。MBBF-SMBR对溶解有机碳（DOC）和总氮（TN）的平均去除率分别为77.8%和37.0%，高于SMBR（DOC：73.9%，TN：18.6%）。SMBR中的最终总膜阻力比MBBF-SMBR中的高40.1%，表现出更明显的膜污染。一些有助于有机物去除的属在生物反应器被检测出来。在MBBF-SMBR的生物膜中发现膜转运蛋白和氮代谢的基因分配增强。本研究表明MBBF-SMBR系统在去除SGW中的有机物方面具有显著的工业应用潜力。

图1. MBBF-SMBR与SMBR的装置图

图2.有机物去除效果： (a) MBBF-SMBR与SMBR中进水、出水DOC及DOC去除率随时间的变化，(b) MBBF-SMBR与SMBR中DOC, UV₂₅₄和TN的平均去除率。

图3. 膜污染层的组成：(a) SMBR和(b) MBBF-SMBR膜污染的3D-EEM荧光光谱。(c) SMBR和MBBF-SMBR中膜污染的荧光区域积分分布。(d) 污染阻力，包括SMBR和MBBF-SMBR试验结束时的膜阻力（R_m）、可逆阻力（R_r）和不可逆阻力（R_ir）。

图4. 原水；预臭氧化后原水；第0天和第60天分别从SMBR和MBBF-SMBR获得的样品（污泥和生物膜）的细菌群落组成：(a) 门级（相对丰度＞1%）；(b) 属级（相对丰度＞2%）。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.biortech.2021.126191

「部分作者介绍」

第一作者

研究生：刘馨钰

通讯作者

刘百仓教授

工作单位：四川大学新能源与低碳技术研究院

通讯邮箱：bcliu@scu.edu.cn

先进膜与水资源可持续利用团队,http://www.baicangliu.org

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