膜生物反应器在我国的研究进展

关键词： 处理工艺 反应器 废水 生物

膜生物反应器在我国的研究进展（共14篇）

篇1：膜生物反应器在我国的研究进展

膜生物反应器在我国的研究进展

膜生物反应器(MBR)是通过膜强化生化反应的污水处理新技术.综述了该技术在国内的.研究进展,指出MBR工艺具有污染物去除效果好,污泥产率低的优点,分析了影响MBR处理效果的相关因素.

作 者：郑祥 魏源送 樊耀波 刘俊新  作者单位：中国科学院生态环境研究中心 刊 名：给水排水  ISTIC PKU英文刊名：WATER & WASTEWATER ENGINEERING 年，卷(期)： 28(2) 分类号：X7 关键词：膜生物反应器(MBR) 污水处理 膜技术  

篇2：膜生物反应器在我国的研究进展

膜生物反应器在中国的研究进展

摘要：指出膜生物反应器(MBR)作为一种污水处理技术,其研究在中国受到广泛的`关注,介绍了几种新型MBR工艺的研究进展,并对MBR膜污染及其控制技术等方面的研究进展进行了探讨,旨在推广膜生物反应器的应用.作 者：陈丽丽    刘宏远    CHEN Li-li    LIU Hong-yuan  作者单位：浙江工业大学建筑工程学院,浙江,杭州,310014 期 刊：山西建筑   Journal：SHANXI ARCHITECTURE 年，卷(期)：, 36(18) 分类号：X703 关键词：膜生物反应器    工艺    膜污染   

篇3：膜生物反应器在中国的研究进展

关键词：膜生物反应器,工艺,膜污染

1 概述

膜生物反应器 (Membrane Bioreactor, MBR) 是一种由膜分离技术与生物处理技术相结合的新工艺, 与传统活性污泥工艺 (CAS) 相比, 具有固液分离效率高、出水水质好、抗冲击负荷能力强、污泥产量低、易于全自动控制等优点[1], 是一种高效的生物处理技术。近几年, 随着膜生产成本的逐渐降低以及污水排放标准的逐步提高, 更由于因缺水而引起的对城市污水处理回用需求的快速增长, MBR工艺在世界范围内引起了更为广泛的关注[2]。中国对MBR的研究开始于20世纪90年代, 经过十几年的精心试验与研究, MBR技术在我国逐渐得到广泛的应用, 而且已有数座日处理量大于万吨的MBR系统正式投入运行[3]。

2 MBR工艺的发展

2.1 厌氧MBR工艺

厌氧MBR是厌氧生物处理与膜分离相结合的工艺, 是一种处理高浓度有机废水行之有效的工艺。厌氧工艺与膜分离技术的结合克服了厌氧工艺难保持较高的微生物浓度、较长的污泥龄和较短的水力停留时间等不足。厌氧MBR中高污泥浓度环境以及颗粒状与大分子难降解有机物长时间地被滞留在反应器内, 促进了污染物的生物降解[4]。

由于不能像在好氧MBR中通过曝气对膜面的紊动来控制膜污染, 往往将厌氧硝化产生的沼气用于对膜表面进行冲刷[5], 因此在厌氧MBR中膜污染的有效控制显得尤为重要。吴志超等[6]对一体式厌氧膜生物反应器污泥进行离心分离, 考察污泥各组分和膜污染的特性之间的关系, 发现污泥混合液悬浮固体形成阻力占膜总阻力的70%, 胶体物质形成阻力占22%, 溶解性物质形成阻力占8%。白玲等[7]开发了一套浸没式厌氧旋转膜生物反应器, 通过内置双轴旋转膜组件的同向旋转, 在膜表面产生一定强度的剪切力以减轻膜表面的浓差极化及凝胶层的形成, 能有效减轻污泥浓度、EPS、污泥粘度、污泥颗粒粒径的变化对膜污染的影响。

2.2 好氧颗粒污泥MBR工艺

好氧颗粒污泥具有密度大、菌体结合紧密、沉降性能良好、能承受高有机负荷等优点, 其与MBR工艺的结合被称之为好氧颗粒污泥MBR。王景峰等[8]认为颗粒污泥既可以利用外源溶解性基质又可以利用胞内储存物质为碳源进行缺氧反硝化, 利用前者的缺氧反硝化速率较快, 在进水TOC及氨氮浓度为160.9 mg/L～308.4 mg/L, 29.8 mg/L～83.6 mg/L时, TOC、氨氮及总氮去除率为65.7%, 85.4%及66.1%以上。在好氧颗粒污泥MBR中, 引起膜污染的主要因素是絮状污泥[9], 提高好氧颗粒污泥的比例可以有效提高污泥的过滤性能, 减缓膜污染, 在相同条件下好氧颗粒污泥MBR的膜通量比絮状污泥MBR高约50%[10]。但目前对好氧颗粒污泥MBR的研究仍处于小试规模。

2.3 对MBR中的污泥减量化

据估计, 目前用于剩余污泥处理的费用几乎达到污水厂总体费用的一半[11]。在MBR中, 由于膜的高效截留作用, 系统长时间运行会导致反应器内污泥浓度过高, 从而加快膜污染的速率, 缩短膜的使用寿命。臭氧技术是一种重要的污泥减量化技术, 但其经济性一直限制着该技术的应用。在多数报道中, 污泥都要通过一个臭氧接触器后再回流至生物反应器。为节约该技术的投资和运行成本, 吴声东等[12]提出将臭氧直接充入到MBR中的同步臭氧化污泥减量新工艺, 臭氧投加量为0.025 gO3/gVSS时, 在保证出水效果的前提下, 同步臭氧化对MBR具有显著的污泥减量效果, 污泥浓度在60 d内只增长了513 mg/L。黄树焕等[11]对MBR中污泥自硝化提出新思路, 在MBR中引入污泥厌氧硝化技术提高MBR中污泥的自硝化能力, 通过在MBR中设置局部的厌氧环境, 让活性污泥在分解硝化有机物的同时一部分污泥进行厌氧硝化, 达到出水水质好、剩余污泥零排放的目的。

3 膜污染及其控制

3.1 膜污染的机理

贾辉等[13]综合动态的“凝胶层黏附——泥饼层覆盖”理论以及静态的膜污染层结构理论, 认为以“污染层构建—临界通量打破”来描述MBR的二阶段污染特征能够较好地反映其形成内因。根据跨膜压力 (TMP) 与膜污染发展趋势的内在联系和特点, 建立了“污染层构建”周期的计算模型, 并结合MBR处理市政废水的试验, 就运行操作条件对“污染层构建”阶段周期的影响进行了正交水平分析, 得出各试验阶段的“污染层构建”周期为5 d～12 d。

3.2 膜污染的控制方法

1) 膜的改性。由亲水性材料制成的膜与水分子间能形成氢键, 可在膜表面形成一层有序的水分子层结构, 这对保护膜免受污染具有积极的作用[14]。李照静等[15]采用喷涂纳米TiO2的方法对聚偏氟乙烯微滤膜进行改性, 使得改性膜表面比非改性膜表面更为光滑, 其亲水性及抗污染性更好, 运行期间膜通量明显高于非改性MBR。2) 优化运行条件。a.合理曝气。曝气的目的除了为微生物供氧外, 还使上升的气泡产生紊动水流来清洗膜表面和阻止污泥聚集, 以保持膜通量稳定。但过高的曝气强度对污泥絮体的剪切作用可破坏污泥絮体中微生物、无机颗粒和胞外多聚物之间的相互联系, 使菌胶团解体, 释放胞外多聚物到上清液中, 增加了溶解性物质的浓度和混合液粘度, 从而加剧了膜污染[16]。b.优化反应器结构。周恢等[17]针对膜生物反应器存在的膜污染和能耗高的问题, 结合气提式内循环和一体式膜生物反应器处理废水的工艺特点, 提出圆柱形套筒气提式内循环膜生物反应器。c.温度。温度对膜的过滤分离过程也有影响, 升高温度有利于膜分离过程的进行, 温度每升高1 ℃可引起膜通量增加2%。余亚琴等[18]运用数学方法探讨MBR中膜污染类型随温度的变化规律, 在温度较低的情况下, 易形成凝胶层, 当凝胶层达到一定厚度时, 一些颗粒、小分子物质、大分子物质等被凝胶层截留, 便可以减轻膜孔堵塞污染, 以滤饼层污染为主, 随着温度的升高, 凝胶层厚度减小, 对颗粒、小分子物质、大分子物质的截留作用减弱, 膜污染类型由滤饼层污染逐渐向膜孔堵塞污染过渡。3) 改善活性污泥混合液的性质。在曝气作用下GAC可干扰膜组件外层膜丝表面滤饼层的形成, 减轻膜污染与膜堵塞, 使膜组件保持较高的出水流量, GAC的加入使滤饼层变得疏松且更易于清洗[19]。高分子絮凝剂可使污泥絮体尺寸增加, 使EPS聚集成团, 从而大幅度减少游离EPS, 达到延缓膜污染的作用[20]。

4 结语

篇4：膜生物反应器在我国的研究进展

关键词:膜生物反应器(MBR) 污水再生 深度处理

中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:1674-098X(2012)04(a)-0145-01

近年来水资源短缺问题突出,城市污水再生深度处理回用是解决这一问题的重要途径。膜生物反应器(Membrane Bioreactor,简称MBR)是一种膜分离与生物技术有机结合的新工艺,具有出水水质优良、稳定、占地面积小等优点,在工程中的应用日渐增多。

1 工程概况

山阴县生活污水处理厂位于县城南城区东南角,2008年7月建成,规划处理能力1.5万m3/d,现设计水量1万m3/d,预留扩建5千m3/d的条件。

污水处理厂采用“三沟式氧化沟”工艺,出水满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》的二级排放标准。再生水深度处理后,设计出水水质达到《工业循环冷却水处理设计规范》要求。

2 设计水质与工艺流程

2.1 设计水质

山阴县污水处理厂再生水深度处理一期工程设计进、出水水质如表1所示,

2.2 工艺流程

氧化沟出水→调节池→膜格栅提升泵→膜格栅→生物池→膜池提升泵→MBR膜池→出水

3 主要构筑物设计

3.1 调节池及膜格栅集水池

新建调节池一座,尺寸18m×15m×6m(长×宽×深),池内设2台潜水搅拌器,680转/min,功率4.0kW。集水池与调节池共建,设方闸门1台(800mm×800mm),配手、电两用启闭机。池内设膜格栅提升泵(潜水离心泵),3用1备,流量140m3/h,扬程11m,功率5kW。

3.2 膜格栅间

膜格栅间一座,安装2台转鼓式细格栅,流量420m3/h,直径1000mm,过滤精度2mm,安装角度35°,不锈钢材质,功率1.5kW,细格栅渠道前后设4套叠梁闸(1100mm×900mm)。

3.3 生物池及膜池提升泵

生物池采用好氧处理工艺,有效水深5.7m,尺寸30m×5m×7.1m(长×宽×深),设计水力停留时间4h,污泥浓度5000mg/L。管式微孔曝气器曝气,外管外径120mm,外管内径100mm,孔隙率35%～50%,产生气泡直径1～3mm,单位通气量5～50m3/m·h,服务面积2～3m2/m。池内设置2台膜池提升泵(轴流泵),流量700～1050m3/h,扬程2m,功率5kW。

3.4 膜池

膜池共4格,本期安装3格。膜池前设配水及回流渠道,生物池来混合液通过配水渠均匀分配到膜池,膜池混合液经回流渠道自流至生物池入口,污泥回流比300～400%。每格膜池设置进水闸门、排空管,配备1台产水/反冲洗水泵(变频),流量154～337m3/h,扬程16m,功率18.5kW。

膜池有效水深3.3m,单格平面尺寸11.4m×3.05m,每格膜池安装5只膜组件,预留1只膜组件的安装位置。膜组件采用PVDF,膜丝内外径1.9mm/0.8mm,有效膜丝长度2185mm,膜孔径0.04μm,设计通量15.2LMH(5Cat冬季最大周流量)～18.1LMH(10C at 日平均流量),设计污泥浓度7500mg/L,3格膜池总供气量138m3/min。

膜池进水设3台手、电两用不锈钢闸门(800mm×800mm),配置2台污泥回流泵(排空泵),流量400m3/h,扬程20m,功率30kW,配置2台剩余污泥泵,流量7m3/h,扬程20m,功率2.2kW。

3.5 附屬配套设备

生物池曝气风机3台,流量19m3/min,扬程7m,功率37kW;膜池曝气风机4台,流量46m3/min,扬程4m,功率75kW;输水泵3台,流量210m3/h,扬程95m,功率110kW;自用水泵2台,流量30m3/h,扬程30m,功率7.5kW;清水箱2台,500m3;PAC加药装置1套;次氯酸钠加药装置1套;柠檬酸加药装置1套;还原剂加药装置1套;中和剂加药装置1套;压缩空气系统1套。

4 设计特点

(1)合理利用污水厂现有条件,采用膜生物反应器工艺,简化工艺流程,节省用地。

(2)设置膜格栅间,采取强化措施对进水中存在的毛发、纤维类物质及大于2mm的漂浮物进行拦截,保证MBR系统运行的安全和稳定。

5 结语

膜生物反应器技术相对于传统处理技术有明显的优势,在污水再生深度处理中会得到越来越普遍的使用,对缓解水资源的紧缺起到重要的作用。但膜的污染和使用寿命问题是制约该技术发展的因素,随着膜制造技术的提高与改进,MBR技术在改善环境,缓解水资源短缺方面起到更大的作用。

参考文献

[1]胡邦,蒋岚岚,张万里,吴伟,龚兆宇.MBR膜工艺在城市污水处理厂中的工程应用[J].给水排水,2009,35(11):22～24.

[2]陈福泰,黄霞译.Judd S,Judd C,膜生物反应器.北京:科学出版社,2009.

[3]周玉芬,于淼,郑祥.MBR在我国应用现状与市场发展趋势,2009年全国非常规水资源利用技术研讨会,2009,60～65.

[4]王凤.浅谈膜生物反应器技术在中水回用中的应用[J].山西建筑,2011,37(11):130×131.

篇5：膜生物反应器在我国的研究进展

膜生物反应器在废水处理中的研究及应用

膜生物反应器(MBR)是近年来发展起来的一种新型的水处理技术,现就膜生物反应器类型、特点、对污染物的去除效果进行阐述,并系统介绍了近年来国内外利用膜生物反应器处理废水的`研究成果以及膜生物系统在实际废水处理中的应用.简要阐述了膜污染的成因和膜清洗的方法以及建议,展望了未来膜生物技术在中国广阔的发展前景.

作 者：侯捷 Hou Jie 作者单位：兰州工业高等专科学校,建筑工程系,甘肃,兰州,730050刊 名：环境科学与管理英文刊名：ENVIRONMENTAL SCIENCE AND MANAGEMENT年，卷(期)：23(9)分类号：X703.1关键词：膜生物反应器 废水处理 膜污染 应用

篇6：膜生物反应器膜污染的研究进展

膜生物反应器膜污染的研究进展

摘要：从膜的结构性质、反应器操作条件、处理液微牛物性质三个方面介绍了膜生物反应器膜污染机理研究的进展,总结了优化膜牛物反应器设计、调节膜生物反应器操作条件、在线超声控制、化学方法等膜污染控制的常用方法,对未来膜污染研究进行了展望.作 者：鄢光瑜    年跃刚    黄民生    李柏志    Yan Guangyu    Nian Yuegang    Huaug Minsheng    Li Baizhi  作者单位：鄢光瑜,Yan Guangyu(华东师范大学资源与环境科学学院,上海,62;中国环境科学研究院,北京,100012)

年跃刚,李柏志,Nian Yuegang,Li Baizhi(中国环境科学研究院,北京,100012)

黄民生,Huaug Minsheng(华东师范大学资源与环境科学学院,上海,200062)

期 刊：上海化工   Journal：SHANGHAI CHEMICAL INDUSTRY 年，卷(期)：2010, 35(5) 分类号：X703.1 关键词：膜生物反应器    膜污染    膜污染控制   

篇7：膜生物反应器在我国的研究进展

摘要：使用透水混凝土生态膜作填料,利用渠式生物膜反应器,对生活污水进行处理.结合实验数据,对新型反应器中填料上生物膜的活性进行了分析.实验表明,其活性(以耗氧速率SOUR表示)在3.23～6.25 mgO2/g・h之间,其生物膜量在3.16～1 0.72mg/cm2之间,生物膜量的变化趋势是沿程下降,而SOUR却是上升的.作 者：邹长伟 金腊华 万雨龙 袁杰 ZOU Chang-wei JIN La-hua WAN Yu-long YUAN Jie 作者单位：邹长伟,ZOU Chang-wei(南昌大学环境科学与工程学院,江西,南昌,330029)

金腊华,万雨龙,袁杰,JIN La-hua,WAN Yu-long,YUAN Jie(暨南大学环境工程系,广东,广州,510632)

期 刊：水处理技术 ISTICPKU Journal：TECHNOLOGY OF WATER TREATMENT年，卷(期)：,32(11)分类号：X703.1关键词：渠式生物膜反应器 生物膜量 微生物活性

篇8：膜生物反应器在我国的研究进展

目前,各国水处理工作者对膜技术在污水处理中的应用进行了广泛和深入地研究,MBR 已广泛用于生活污水[2]、一般有机工业废水[3]、医院污水[4]及垃圾渗滤液处理[5]等。

1 MBR的主要类型

MBR 主要由生物反应器、膜组件和控制系统三部分组成。根据膜组件及其两者的结合方式MBR 的主要类型如下:

(1)按膜组件与生物反应器的组合方式划分,可分为分置式(外置式)和一体式(浸没式)两种。分置式是将膜分离装置与生物反应器分开设置,膜分离装置置于生物反应器外,它具有运行相对独立,易于调节控制,膜易于清洗,膜通量大等优点,但因需要循环泵提供较高的膜面流速,所以动力费用较高。分置式MBR比较适合处理难生物降解、高有机浓度以及有毒的污水,在工业废水处理中应用较多。一体式是将膜组件浸没在生物反应器中,它的在线运行和操作过程是在比较低的跨膜压差下,通过真空泵的抽吸作用完成的。一体式MBR的出现,大幅度降低了处理系统的能耗和占地面积。为减少膜面污染、延长运行周期,泵的抽吸是间断运行的。一体式MBR在城市污水处理厂具有较强的竞争力。

(2)根据膜组件在反应器中所起作用不同,通常将MBR分为三种:膜分离MBR、曝气式MBR和萃取式MBR。就目前的研究和应用现状而言,膜分离MBR应用最为广泛[6]。

(3)按生物反应器需氧性分为好氧型MBR(主要处理城市废水和生活污水) 和厌氧型MBR(主要处理高浓度有机废水)厌氧过程可提高高浓度有机废水的可生化性,改变难降解有机物的分子结构,有利于后续好氧MBR处理,显著提高有机物去除率。

2 MBR在污水处理中的研究应用

MBR技术是由Smith于1969年首次提出的:美国的Dorr Oliver公司把活性污泥法和超滤工艺结合起来处理城市污水。随后的40年来,MBR技术在水处理领域受到广泛的关注。目前,在国内外,MBR 工艺已经在城市生活污水以及工业废水等方面得到广泛的应用。

2.1 MBR工艺在城市生活污水处理中的应用

城市和生活污水是MBR在水处理中涉及较早的领域,研究和应用都比较广泛。汪力等采用一体式MBR对生活污水处理进行的试验研究,取得了良好的处理效果,无论进水水质如何变化,均能得到优质而稳定的膜过滤出水,COD<50 mg·L-1,COD的去除率达到80%以上,且无色无味,无SS,并未检出大肠杆菌,完全符合国家建设部颁布的《生活杂用水水质标准》[7]。刘锐等[8]采用一体式膜生物反应器对生活污水进行了中试研究,处理后出水的COD<30 mg·L-1,氨氮<1.0 mg·L-1,无色无味,未检出大肠杆菌,系统出水稳定优质。一体式好氧中空纤维膜-生物反应器处理生活污水用于回用在技术和经济上都是可行的。

汪力等[7]采用一体式MBR处理城市污水的实验表明污泥浓度对COD去除效果影响较大为保证系统稳定运行,污泥质量浓度应不低于4000 mg·L-1。Muhammad H A1-Malack等[9]采用MBR对生活污水处理的研究结果也表明MBR对COD的去除效果与活性污泥浓度有关。Thamer A Mohammed等[10]在进水COD分别为606、1440、2500 mg·L-1的情况下研究了MBR对模拟城市污水的处理效果,COD、BOD和氨氮的去除率分别为97.8%~99.9%、98.9%~99.9%和 91.0%~99.9%。Fan等[11]采用浸没式MBR处理盥洗废水并回用,COD、BOD5、氨氮、色度和浊度的平均去除率分别为90%,99%, 95%, 80%和99.7%。经济分析表明:用于处理盥洗废水回用的能耗约为0.32~0.64 kWh·m-3,平均操作花费约为0.11 美元·m3。因此MBR广泛应用于城市及生活污水处理的潜力巨大。

2.2 MBR工艺在工业废水处理中的应用

工业废水具有有机物浓度高、化学成份复杂、有毒有害物质多、难生物降解等特点,传统处理方法难以有效去除。MBR因其高效的生物降解和良好的净化效果使其在各种工业废水处理中得到关注和研究应用。

2.2.1 制药废水处理

贾宝琼等[12]利用膜生物反应器处理某中药加工厂生产废水,进水CODCr、BOD5分别为4120 mg·L-1、2060 mg·L-1,色度为1000倍时,经处理后,出水CODCr、BOD5的质量浓度分别为100 mg·L-1、45 mg·L-1,色度小于60倍,去除率分别达97.6%、97.8%和94.4%,且出水稳定,低于广东省地方标准《水污染物排放限值》(DB 44/2[16])中第二时段二级排放标准,有效克服了传统工艺管理困难、出水不稳定的缺点。

2.2.2 印染废水处理

印染废水有机物含量高、色度深,水质变化复杂,普通生物处理很难,在一定时间内彻底将污染物去除。膜生物反应器由于其泥龄长、污泥浓度高,比传统活性污泥法更为有效。

Sostar等使用超滤膜和反渗透膜联合处理一家印染厂的活性染料废水,首先采用超滤膜进行处理,出水再经反渗透膜处理,COD、色度、TOC、总磷的去除率分别为94%、99%、85%、97%[13]。我国关于处理印染废水的应用研究也取得了一定的进展。邹海燕等[14]利用生物铁-SMBR法处理模拟印染废水,对COD、染料、氨氮的去除率分别高达92.5%、82.3%、96.4%。在提高印染废水处理效果方面具有明显的优势。将MBR与其他废水处理技术相结合是印染废水深度处理的一个研究方向。

2.2.3 食品酿造废水处理

啤酒废水属于中等浓度的有机废水,单纯的好氧生化处理投资高、占地面积大,已很少使用。王志伟等[15]采用一体式厌氧平板膜生物反应器处理啤酒厂废水,结果表明,当CODCr负荷为5.2~8 kg/(m3·d),水力停留时间3~5 d时,CODCr平均去除率为95%。

2.2.4 焦化废水处理

传统生化方法处理焦化废水存在流程长、成本高、效率低的缺点,多数时间不达标,给企业和环境带来了很大压力。李春杰等[16]采用一体化膜-序批式生物反应器处理焦化废水,进水COD为400~1000 mg·L-1,氨氮为60~130 mg·L-1,出水时COD和氨氮分别维持86.4 mg·L-1 和1 mg·L-1,出水水质稳定并达到了新的排放标准(<100 mg·L-1)。

2.3 MBR工艺在医院污水处理中的应用

医院污水中含有一些特殊的污染物,如药物、消毒剂、诊断用剂、洗涤剂,以及大量病原性微生物、寄生虫卵及各种病毒与工业废水和生活污水相比,它具有水量小,污染力强的特点。如任其排放,必然会污染水源,传播疾病。张颖等[17]采用MBR处理医院污水,MBR采用全封闭负压运行,出水水质良好,对其出水进行消毒,并对曝气尾气进行了处理。臧倩等[18]采用以MBR为主体的工艺处理医院废水,处理能力1000 m3/d,整套装置运行稳定,出水水质低于《污水排放综合标准》(GB8978-1996)二级标准,部分水质指标低于一级排放标准。从可持续性发展的观点出发,MBR处理医院污水是一种既可提高消毒效果又可在源头上降低消毒后水体毒性的有效方法。

2.4 MBR工艺在垃圾渗沥液处理中的应用

垃圾渗滤液中含有多种难降解有机成分,污染物浓度高、毒性强、成分复杂、水质水量波动大,采用传统废水工艺处理很难达到排放要求。Visvanathan等[19]采用MBR工艺处理垃圾渗滤液,系统对COD和氨氮的去除率分别79%和75%。申欢等[20]采用浸没式膜生物反应器处理垃圾渗滤液。结果表明,COD的去除率为65%~84.2%,COD的去除率随水力停留时间的延长而增加。

3 结 语

虽然MBR的商业化取得了令人瞩目的成就,但总的来说,MBR仍然是一种新型污水处理技术,仍然存在一些问题,主要是膜本身的局限性。MBR能否广泛应用于废水处理及回用,其关键在于解决膜污染问题和降低膜成本。以后要加强膜的开发和制造技术, 降低膜成本, 提高膜的寿命, 解决膜污染问题, 降低能耗, 减少运行成本, 加快MBR在处理高浓度有机废水、难降解有机废水及废水回用方面应用的研究, 这具有广阔的应用前景。

篇9：膜生物反应器在我国的研究进展

【关键词】物化混凝沉淀；膜生物反应器；技术；隧道；应用

1.双鹰顶隧道污水概况

双鹰顶隧道施工采用矿山钻爆法，爆破施工过程中产生的主要污染物成分为：硝酸铵（NH4NO3）、梯恩梯（三硝基甲苯）、硝酸钠、柴油、凡士林、松香、乳化剂、石蜡等。混凝土施工过程中，水泥、粉煤灰及外加剂流失造成的污染，其主要污染成分为：碘含量、SO3、MgO、CaO等，在施工过程中，机械设备形成的机油、柴油、汽油及人员生活杂用水、粪便污水等，具体检测指标见表1。。

施工污水主要为清洗、冷却机械设备污水，混凝土搅拌、养护用水，洞内风枪钻爆、喷射混凝土用水，以及洞内围岩裂隙水，经现场多次测试检算，每天施工污水排放量为300t/d，生活污水排放量為260t/d。

2.污水处理问题的提出

双鹰顶隧道斜井地处广东省惠州市惠阳区沙田镇金桔自然保护区、沙田水库水源保护区内的田心村，区内植被发育。沙田水库为惠阳区淡水镇、沙田镇饮用水的水源地，供应约10万人的饮用、生活用水，库容量1800万m3，水质为地表Ⅱ类水质标准。根据《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002），具体标准值见表2。

3.物化混凝沉淀+膜生物反应器处理组合技术简介

依据双鹰顶隧道排污量及地形空间，双鹰顶隧道污水处理采用膜生物反应器+物化沉淀组合污水处理技术，工艺流程图如图1示。

各处理构筑物功能简介

（1）沉砂池。沉砂池作为污水预处理设施，一般是设在污水处理厂生化构筑物之前的泥水分离的设施。分离的沉淀物质多为颗粒较大的砂子，沉淀物质比重较大，无机成分高，含水量低。污水在迁移、流动和汇集过程中不可避免会混入泥砂。污水中的砂如果不预先沉降分离去除，则会影响后续处理设备的运行。如磨损机泵、堵塞管网，干扰甚至破坏生化处理工艺过程。施工中的污水经过沉砂池，截留大颗粒泥砂沉淀，定期、不定期清除泥砂。

（2）化粪池。生活污水在此进行化粪作用并借助于污水中所含粪便的大量微生物的作用，在厌氧条件下进行微生物的接种和驯化培养。

（3）沉淀池。沉淀池是应用沉淀作用去除水中悬浮物的一种构筑物，一般是在生化前或生化后泥水分离的构筑物，多为分离颗粒较细的污泥。此中其主要功能和作用是对混合污水进行沉淀，以去除污水中可沉和粗大物。

污水在进水口设混合器加药进入调节堰口，稳定进水的流量，使污水中以胶体状态存在的分散小颗粒与混凝剂发生混合，凝聚的反应，加大絮体的粒径，使之沉降，从而使污水得到净化。池中设集泥槽，安装2台排泥泵，泥排入污泥干化池，干化后外运处理。上清液回调节沉淀池处理。

（4）厌氧生物滤池

生活污水经过化粪池自流进入厌氧生物滤池进入沉淀池后一并处理。厌氧生物滤池污水处理设备主要由沉淀池、厌氧接触池、过滤池三部分组成。

沉淀池：经化粪池自然发酵后的污水自流进入设备内沉淀池，污水中的大颗粒物质在此进行沉淀，沉淀污泥由移动式潜污泵或由吸粪车定期吸出处理，时间一般为半年或一年。

厌氧接触池：厌氧池主要是用于厌氧消化，对于进水COD浓度高的污水通常会先进行厌氧反应，提高COD的去除率，将高分子难降解的有机物转变为低分子易被降解的有机物，提高BOD/COD的比值。而且在除磷工艺中，需要厌氧和好氧的交替条件。污水厌氧生物处理是指在无分子氧条件下通过厌氧微生物（包括兼氧微生物）的作用，将污水中的各种复杂有机物分解转化成甲烷和二氧化碳等物质的过程，也称为厌氧消化。与好氧过程的根本区别在于不以分子态氧作为受氢体，而以化合态氧，碳，硫，氢等为受氢体。沉淀后污水自流进入厌氧接触池，水流由下而上通过多种填料形成厌氧生物膜，在生物膜的吸附和微生物的代谢作用下，污水中的有机物被去除。填料同时具有截污的作用，污物和脱落的生物膜经截留自沉后形成污泥，与沉淀池污泥一并吸出处理。

过滤池：经厌氧处理后的污水自流进入过滤池底部，由下而上通过填料层，该新型填料既能截留污物又能形成生物膜，即在过滤区既有过滤作用又是二级厌氧池。过滤后出水直接进入调节沉淀池后段处理。

（5）污水抽升井。沉淀池的水自流进入抽升井，井内设置污水泵，两用两备，高位启动，低位停止，污水泵提升至一体化气浮过滤装置。

（6）气浮过滤装置。项目选用一体化自动污水两级气浮过滤装置。本装置特征是气浮池底设有污泥沉淀区，内有排泥装置，气浮出水集水设置在沉淀区上方，以及在气浮后设有组合式过滤装置。气浮在间隙运行产生的沉淀污泥，可以单独排出，不会随出水带出，从而有效保证了气浮出水质量。气浮出水后部一体化过滤装置，又有效保证了出水要求，尤其是采用焦炭作过滤介质，可充分利用气浮出水未消耗余氧，使过滤器兼有生化和过滤双重功能。

（7）管道混合器。混合设备是完成凝聚过程的设备。混合设备必须满足下列要求：a.保证药剂均匀地扩散到整个水体；b.混合时间不宜过长，一般控制在10～30s以内，最大不超过2min；c.能使处于强烈搅动状态之中。管式静态混合器是在管道内设置若干固定叶片，并按照一定角度交叉组成。水流通过混合器时形成对分流，同时产生蜗旋反向旋转及交叉流动，达到混合效果。管式静态混合器混合效果较好，安装容易，维修工作量小，而且其有显著优点就是不另外占地。

（8）药剂投加方式确定。常用的投加方式有：泵前投加；高位溶液池重力投加；水射器投加以及泵投加。本设计中采用泵投加，泵投加有两种方式：一是采用计量泵，二是采用离心泵配上流量计。采用计量泵不必另行配备计量设备，泵上有计量标志，可通过改变计量泵行程或变频调速改变药液投量，最适合用于混凝剂自动控制系统。

（9）混凝剂的选定。本设计采用聚合氯化铝又名碱式氯化铝作混凝剂，其主要特点是净化效率高、耗药量少、出水浊度低、色度小、过滤性能好、原水高浊度时尤为显著；温度适应性高，PH适用范围宽（可在PH=5～9的范围内），因而可不投加碱剂；使用时操作方便，成本较三氯化铁低；是无机高分子化合物。

（10）高效漩涡澄清池。微涡流混凝工艺的核心是涡流反应器，其内腔絮体能长期保持，涡流反应区外的絮体泥渣可以全部排除，因而排泥操作可以简化，运行更稳定。由于微涡流造成混凝剂高效扩散，提高了混凝剂利用率，同时，涡流反应器腔内大量絮体活性得到充分利用，这使得微涡流混凝工艺的混凝剂消耗量明显低于传统工艺。

（11）清水池。经过处理后的水进入清水池，一部分处理水进行回用；另一部分可直接排放。在清水池内有利于消毒剂与水充分接触反应，提高消毒效果。

（12）污泥干化池。沉淀池及一体化气浮池定期进行排泥，排出的泥在污泥干化池中进行浓缩，上清液再回流到沉淀池中。经脱水干化后的污泥进行外运处置。

4.处理后水质结果

检测报告结果显示污水排放能够达到地面Ⅱ类水标准。

5.结束语

该设备占地面积小，工艺流程紧凑，节省大量土建费用；运行费用主要是日常的电费，比起传统生化工艺，运行成本较为低廉。整套设备可采用PLC控制，自动化程度高，运行稳定可靠，抗冲击负荷能力强，无需人员操作管理。

由于占地面积小，采用集成式结构，能够输出较清洁的回用水，特别适合于基建工程项目、小城市、乡镇污水处理项目，具有明显的环境、社会效益。

参考文献

篇10：膜生物反应器在我国的研究进展

淹没式膜生物反应器中膜污染机理的研究

为减小微生物絮体对膜的污染,设计了一种具有沉降室的膜生物反应器,膜A与膜B分别淹没在上清液和污泥混合液中以相同的抽吸方式运行与预期结果相反,膜A比膜B的污染速度还快.为探讨膜污染机理,考察了污泥混合液中不同组分对膜污染的影响,利用扫描电镜和原子力显微镜分析了膜面污染层的`特征.结果发现,在污泥混合液与上清液中膜面污染层在微观结构上存在显著差异,其方差平均粗糙度Rms分别为132.3 nm和75.2 nm.经膜污染机理分析认为:微生物絮体和大分子有机物会在膜面形成污染层,该污染层作为“二次膜”影响膜过滤性能.上清液中细小的微生物絮体和大分子有机物形成的污染层相对致密,会加剧膜污染.

作 者：赵方波 于水利 荆国林 李谦 张洪杰 ZHAO Fangbo YU Shuili JING Guolin LI Qian ZHANG Hongjie  作者单位：哈尔滨工业大学,市政环境工程学院,哈尔滨,150090 刊 名：环境科学学报  ISTIC PKU英文刊名：ACTA SCIENTIAE CIRCUMSTANTIAE 年，卷(期)： 25(3) 分类号：X703.3 关键词：膜生物反应器(MBR)   膜污染   机理   原子力显微镜(AFM)  

篇11：膜生物反应器在我国的研究进展

新型膜生物反应器处理印染废水的研究

印染废水在工业废水中占有较大的比重,其成分复杂,污染物浓度高、难于降解,因而也是处理难度大、治理费用高的废水.本试验将膜生物反应器与活性炭技术结合应用,着重研究其在处理印染废水时的.规律和活性炭去除色度的作用.通过厌氧槽内厌氧微生物的处理,好氧反应器中好氧活性污泥与PAC的综合处理,中空纤维膜的过滤,用新型膜生物反应器处理印染废水,使出水达到排放标准,并对实验结果以及各处理单元的贡献及作用进行了分析研究.

作 者：刘建伯 李金成 孙娜 Liu Jianbo Li Jincheng Sun Na 作者单位：青岛理工大学,山东,青岛,266033刊 名：环境科学与管理英文刊名：ENVIRONMENTAL SCIENCE AND MANAGEMENT年，卷(期)：35(2)分类号：X703.3关键词：厌氧微生物 PAC 中空纤维膜 印染废水

篇12：膜生物反应器在我国的研究进展

膜生物反应器在污水处理中的应用范围和规模虽然不断增加,然而,膜污染严重阻碍了膜生物反应器技术的`推广应用.作者从膜的性质、料液性质以及膜分离的操作条件三个方面分析了膜污染的成因和膜污染过程,系统论述了膜污染在国内外的研究进展;另外还从改善膜本身的抗污染能力,变化混合液的特性,优化膜分离的操作条件和膜清洗四个方面介绍了膜污染的防治方法.

作 者：霍守亮 黄显怀 刘绍根 程静 作者单位：霍守亮,程静(北京工业大学建工学院,北京,100022)

黄显怀,刘绍根(安徽建筑工业学院环境工程系,安徽,合肥,230022)

篇13：膜生物反应器在我国的研究进展

11实验装置与方法

原水通过潜水泵打入膜生物反应 (MBR) 池中, 膜生物1反应器中浸没膜组件为天津膜天膜科技有限公司生产的帘式膜组件, 该组件的材质为聚偏氟乙烯 (PVDF) 。由气泵向MBR池中供气, 通过组件下方的穿孔管进行曝气, 在供给微生物分解原水中有机物所需溶解氧的同时, 为膜系统提供擦洗用气, 在膜表面形成循环流速以减轻膜面污染;在抽吸泵的负压抽吸作用下, 利用大气压力, 使水透过膜表面, 从中空纤维膜内侧抽出, 达到过滤净化的目的。MBR采取抽吸8min, 停止运行2min的间歇出水方式。MBR产水进入中间水箱, 中间水箱水通过高压泵进入反渗透系统, 反渗透系统为单只膜系统, 膜组件为海德能公司反渗透膜组件, 为了提高单只膜系统的收率, 反渗透的浓水一部分回流到中间水箱, 另一部分排放, 控制整个反渗透的实际收率为65%。

系统的原水为市政污水经过沉沙池的出水, 在实验阶段该进水的CODcr为180~210mg/L, NH3-N为15~20mg/L, SS为25~35mg/L, TDS为550~680mg/L。

实验用的污泥来自污水处理厂曝气池中, 投加浓度为2800mg/L, 实验过程中每30天进行一次排泥, 膜池的污泥浓度基本维持在6 000mg/L左右。反渗透进水投加5ppm的阻垢剂, 反渗透设备每运行12个小时后, 用产水进行反冲洗10min, 冲洗水中加入少量非氧化杀菌剂。整个中试系统连续运行3个月时间。65%CODcr180 210mg/L NH3-N 15 20mg/L SS 25 35mg/L TDS 550 680mg/L2 800mg/L30 6 000mg/L5ppm1210min 3

2实验结果分析min

2.1 MBR产水CODcr MBR CODcr

图1显示, MBR对于CODcr有着很高的去除率, 平均去除率可达到85%左右, MBR系统出水的平均CODcr在20mg/L上下, MBR系统有效的去除了水中的有机物, 出水的CODcr达到了排放标准和杂用水标准, 同时, 为后面连接反渗透工艺提供了保证, 降低了有机物污染的可能性。

2.2 MBR产水NH3-N

图2标明, MBR系统对于氨氮维持较高的去除率, 氨氮的去除率达到了90%以上, 由于超滤膜对于氨氮去除的贡献较小, MBR系统对于氨氮的除去主要依赖于生物硝化作用, 因此在系统调试初期, MBR对于氨氮的去除率不高, 维持在50%~60%左右, 但是随着生物池内污泥浓度的提高和污泥龄的延长, 系统的氨氮去除率逐渐升高, 稳定在90%以上, MBR生物池中的溶解氧 (DO) 始终维持在3.0mg/L以上, 为硝化细菌提供了良好的生活环境, 因此系统才能有很高的氨氮去除效率。

2.3 MBR产水浊度

图3是膜池SS和产水浊度的对比图, 可以看出, 在MBR运行过程中, 膜池中悬浮浓度相对较高, SS可以达到5g/L左右, 但是由于膜的良好截留效果, 出水的浊度很低, 维持在0.2NTU左右, 随着MBR系统的污泥浓度逐渐升高, 产水的浊度随之也有一定的提高趋势, 由于后续工艺为RO系统, 为了降低RO发生严重污染的可能性, 因此MBR系统的污泥浓度不宜控制的过高, 应该较传统的MBR系统排泥频繁一些, 维持SS在5g/L左右即可。

2.4 MBR产水SDI值

图4是MBR产水的SDI变化情况, SDI是反渗透系统进水的重要指标, 大部分反渗透系统的进水SDI一般要求不超过5.0, 从图4中可以看出, 在实验过程中, MBR系统的产水SDI值基本维持2.0~4.0之间, 由于膜的原水为生物池中浊度相当高的混合液, 所以产水的SDI存在一定的波动, 但是SDI的数值基本上可以满足反渗透进水的要求, 在实际工程化过程中, 应重视监测产水SDI的变化情况, 避免冲击、断丝等情况所造成反渗透系统的污染。

2.5反渗透产水水质

表1是反渗透系统产水与自来水的比较表, 从中可以看出, 反渗透的产水优于自来水, 因此反渗透产水可用于对于水质4要求较高的电厂锅炉、电子行业等行业, 从而大大提升了回用水的品质, 真正意义上实现废水的资源化。

3运行成本分析

结合本次试验, 进行了两个系统运行费用的总结, 具体数值见表2, 由于试验系统规模小, 系统放大的过程, 运行费用将会存在一定的下浮空间。

根据表2的数据, 每生产1吨的RO水, 需要1.54吨的MBR的产水, MBR和RO的总运行费用为1.34元/吨。

4结论

1) MBR系统做为RO的前处理系统, 具有的较高的CODcr去除率和氨氮去除率, 同时MBR产水满足RO系统的进水要求;

2) MBR和RO联合的系统, 能够大大提高系统产水的品质, 具有着实际的应用价值;

3) MBR和RO联合工艺的最终运行费用为1.34元/吨, 相对于自来水的价格有着相当的竞争力。

参考文献

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[3]李军, 王淑莹.污水处理生物反应器技术探讨[J].哈尔滨建筑大学学报, 2002, 35 (2) :68～72

篇14：膜生物反应器在我国的研究进展

关键词：金黄色葡萄球菌;生物被膜;奶牛乳房炎;生物被膜相关基因

中图分类号： S852.61+1 文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2015）04-0055-04

收稿日期：2014-04-15

基金项目：国家自然科学基金地区基金（编号：31260628）;塔里木畜牧科技兵团重点实验室开放课题（编号：HS201204）。

作者简介：贺建忠（1977—），男，内蒙古五原人，硕士，副教授，研究方向为临床兽医学。E-mail：talimuhe_he@126.com。

通信作者：白万胜，副教授，研究方向为临床兽医学。E-mail：bwsdky@126.com。

金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus，SA）是奶牛乳房炎（bovine mastitis）的主要病原之一，防治困难，常给乳业造成巨大的经济损失。SA易形成生物被膜（biofilm，BF），BF对抗生素治疗以及宿主免疫均可产生较强的抵抗力，因此被认为是乳房炎发病机制中一个重要毒力因子[1-2]。生物被膜形成受多种基因调控，这些调控基因统称为生物被膜相关基因（biofilm-associated genes，BAGs）。例如icaA和icaD的表达可促进BF的形成[3]，icaR通过抑制ica的转录而抑制BF的形成。此外，rbf、bap、sarA、SigB和SasG等均可直接或间接调节BF的形成。

对于BF形成及BAGs分布多有报道，但对于BF形成和BAGs关系的研究却鲜有报道。为此，本研究以全国9个省（区）102株SA为研究对象，进行了BF及BAGs分布情况调查，旨在分析地域性差异，为SA性發乳房炎的进一步防治提供基础数据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 菌株背景 102株SA均分离自亚临床性乳房炎乳样。菌株为本实验室鉴定、保存。鉴定程序包括溶血性观察、革兰氏染色、触酶试验、凝固酶试验、生化鉴定及SA特异性基因nuc的PCR检测等。鉴定后的菌株在含20%甘油的 Luria-Bertani（LB）肉汤中于-80 ℃超低温冰箱中保存。

菌株分离自全国9个省（市、区），共102株，其中河北省37株、北京市14株、内蒙古自治区7株、甘肃省7株、宁夏自治区11株、新疆维吾尔自治区7株、河南省6株、上海市5株、广西壮族自治区7株。

1.1.2 主要试剂与仪器 胰蛋白胨大豆胨肉汤（TSB）、胰蛋白胨大豆琼脂（TSA）、脑心侵液（BHI）琼脂/肉汤购自北京奥博星生物技术有限责任公司，细菌基因组DNA提取试剂盒购自北京索莱宝科技有限公司，刚果红购自天津科密欧试剂有限公司，蔗糖购自天津市致远化学试剂有限公司，磷酸二氢钠（NaH2PO4·2H2O）和磷酸氢二钠（Na2HPO4·12H2O）分别购自国药集团化学试剂有限公司和北京化学试剂有限公司，琼脂糖、Taq mix和Marker购自北京艾德莱生物科技有限公司，引物由北京三博远志生物技术有限公司合成。

台式微量高速离心机（TG-16S）：四川蜀科仪器有限公司;气浴恒温振荡器（THZ-82A）：金坛市医疗仪器厂;数显电热培养箱（HPX-9052MBE）：上海博讯实业有限公司医疗设备厂;电泳仪（DYY-6D）：北京市六一仪器厂;凝胶成像分析系统（Tanon-4100）：上海天能科技有限公司;DNM-9602酶标分析仪：北京普朗新技术有限公司。

1.2 方法

1.2.1 BF检测 刚果红法（congo red agar，CRA）：将36 g蔗糖和0.8 g刚果红溶于1 L脑心浸液培养基（BHI）中，121 ℃高压灭菌15 min，倾倒平板（CRA平板），备用。挑取复苏后的单菌落接种于CRA平板，于37 ℃恒温培养箱中培养24 h后观察菌落形态。凡粗糙、干燥、水晶样的黑色菌落均为生物被膜阳性株（biofilm-positive strains）;而红色的光滑型菌落为生物被膜阴性株（biofim-negative strains）。

半定量黏附试验（semi-quantitative assay，SQAA）：挑取复苏后的单菌落接种于BHI肉汤，37 ℃恒温振荡器中过夜培养。取过夜培养的BHI肉汤，用含20 g/L葡萄糖的BHI肉汤按1 ∶ 100的比例稀释。用微量移液器吸取200 μL稀释后的菌液转移到96孔板。每组设3个重复，以BHI肉汤作阴性对照。将96孔板置于37 ℃恒温培养箱中培养24 h后，将96孔板中的液体移除，用PBS液清洗2遍，以除去剩余的浮游菌。倒置自然干燥后，加入100 μL 95%乙醇固定 5 min，再用100 μL 1%结晶紫染色5 min。染色后，用灭菌蒸馏水清洗3遍，以除去剩余的染液。自然干燥后，用酶标仪测定570 nm下的D值。凡D570 nm≥0.1的为生物被膜阳性株，D570 nm<0.1的为生物被膜阴性株。D值取3组的平均值。

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1.2.2 BAGs检测 按照索莱宝细菌基因组DNA提取试剂盒说明书提供的步骤进行。提取的DNA模板保存于-20 ℃冰箱中备用。8个生物被膜形成相关基因（icaA、icaD、icaR、sigB、sarA、bap、rbf、sasG）采用PCR法进行检测，引物序列、退火温度、产物大小及参考文献见表1。PCR反应体系（20 μL）分别含有1 μL上下游引物、7 μL ddH2O、10 μL Taq Mix和1 μL DNA模板。PCR反应条件如下：95 ℃ 预变性8 min;95 ℃ 变性30 s，相应的退火温度（表1）退火30 s，72 ℃ 延伸10 min，30个循环。含0.5 μg/mL溴乙锭（EB）的1.5%琼脂糖凝胶中电泳，PCR产物在凝胶成像系统中观察。

表1 引物设计

基因 引物序列（5′→3′） Tm

（℃） 目的片段长度

（bp） 参考文献

icaA CCTAACTAACGAAAGGTAG;AAGATATAGCGATAAGTGC 56 1 315 [4]

icaD ATGGTCAAGCCCAGACAGG;CGTGTTTTCAACATTTAATGCAA 56 198 [5]

bap CCCTATATCGAAGGTGTAGAATTG;GCTGTTGAAGTTAATACTGTACCTGC 60 971 [6]

icaR CAATAATCTAATACGCCTGAG;AGTAGCGAATACACTTCATCT 54 246 [5]

sarA TTTTTTTACGTTGTTGTGCATTAACA;CATTTAAACTACAAACAACCACAAGTTG 56 135 [7]

rbf ACGCGTTGCCAAGATGGCATAGTCTT;AGCCTAATTCCGCAAACCAATCGCTA 62 164 [8]

SasG CGGATCCGGTGTGACAATCAGTATGAC;CGGAATTCGCGACATTTATGTGGATACAC 55 937 [9]

2 结果与分析

2.1 BAGs的分布情况

BF相关基因广泛分布于乳房炎性SA分离株中，所有的102株SA至少携带1种BAG。相比较而言，同时存在7种基因的菌株最多，所有菌种阳性菌株Total（t）、CRA检测BF阳性菌株CRA（+）、SQAA检测BF阳性菌株SQAA（+）、CRA和SQAA检测均为阳性的菌株CRA（+）& SQAA（+）比例分别为66.7%、725%、65.3%、63.6%。其次，同时携带6种基因的菌株较多，且SQAA（+）和CRA（+）& SQAA（+）比例最高。所有被测菌株均未扩增出bap基因，因此没有同时存在8種被测基因的菌株。

本研究共检测了8种BF相关基因，出现的组合形式共20种，其中比例最高的是7种基因的组合，最少的仅有1种基因存在。最流行的组合是SigB-icaR-icaA-icaD-sarA-rbf-SasG，比例高达66.7%;SigB-icaR-icaA-sarA-rbf-SasG、SigB-icaA-icaD-sarA-rbf-SasG、SigB-icaR-icaD-sarA-rbf-SasG、SigB、icaR-icaA-icaD-sarA-rbf-SasG、SigB-icaA-rbf-SasG的比例分别是6.9%、3.9%、2.9%、29%、2.0%、2.0%;其余组合均为1.0%，即组合形式仅出现1次（表2）。

表2 BF相关基因组合的流行情况

相关基因组合

SigB icaR icaA icaD sarA rbf SasG

比例

（%）

+ + + + + + + 66.7

+ + + - + + + 6.9

+ - + + + + + 3.9

+ + - + + + + 2.9

+ - - - - - - 2.9

- + + + + + + 2.0

+ - + - - + + 2.0

- + - - - - - 1.0

- - - - - + + 1.0

+ - - - - + - 1.0

+ - - + - + - 1.0

+ - - + - + + 1.0

+ + + - - + - 1.0

+ - - + + + - 1.0

- - + + - + + 1.0

+ - + - + + + 1.0

+ + + - + + - 1.0

- + + + - + - 1.0

+ + + + + - + 1.0

+ + + + + + - 1.0

2.2 BF的检测结果

由图2可以看出，河北省BF阳性株BAGs的比例均低于菌株总数。宁夏和甘肃BF阳性株BAGs的比例均高于或等于菌株总数，而且SQAA（+）和CRA（+）& SQAA（+）全部为100%，说明BAGs和SQAA+存在完全的一致性。除了北京市的icaD基因和内蒙古的icaR基因，这2个地区BAGs在SQAA（+） 和 CRA（+）& SQAA（+）中均高于或等于菌种总

数中的比例。新疆除SigB和rbf2个基因外，其他的变化趋势与河北相似。

由图3可以看出，河南BAGs在CRA（+）和菌株总数中的比例全部相同，BAGs在SQAA（+）和CRA（+）& SQAA（+）中的比例也全部相同。广西和上海BAGs在SQAA（+）和CRA（+）& SQAA（+）中均为100%，BAGs分布与BF形成表现出很好的一致性。就全国范围总体而言，CRA（+）中BAGs的比例均高于菌种总数和其他BF阳性株，说明CRA（+）在全国范围内与BAGs的符合度较高。

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3 讨论

SA是引发临床型乳房炎和亚临床型乳房炎最主要的病原之一[10]，可降低牛奶质量，造成严重的经济损失，是影响奶业发展的主要问题[11]。SA具有多种毒力因子，其中BF形成被认为是引发慢性感染的主要原因[12]。BF的形成与BAGs的分布密不可分，本研究结果显示，BF阳性株均存在较高比例的BAGs，其中同时存在7种和6种被测基因的占有绝对优势。在20种流行组合中，最流行的组合是SigB-icaR-icaA-icaD-sarA-rbf-SasG，比例高达66.7%，其次是SigB-icaR-icaA-sarA-rbf-SasG（6.9%）、SigB-icaA-icaD-sarA-rbf-SasG（3.9%）、SigB-icaR-icaD-sarA-rbf-SasG（29%）、SigB（2.9%）、icaR-icaA-icaD-sarA-rbf-SasG（2.0%）和SigB-icaA-rbf-SasG（2.0%）。以上结果表明，多种BAGs组合是我国乳房炎性SA流行的重要特征之一，同时这些基因可能在BF形成过程发挥重要作用。icaA和icaD共同表达增加N-乙酰葡糖胺转移酶活性，促进BF的形成[13]，而icaR可通过限制ica表达抑制BF的形成。SigB、rbf与SasG的表达能够促进BF的形成[14-16]，而SarA的表达能够限制BF的形成[17]，迄今，尽管bap基因表达能够促进SA在乳房内的黏附和BF的形成[18]，但是在本研究所有被测菌株中均未扩增出该基因，说明该基因在我国乳房炎性金黄色葡萄球菌BF形成和发病机制中居于次要地位。

不同地区BF形成与BAGs分布的一致性存在一定差别。广西、上海、北京、内蒙古、宁夏和甘肃7个省（市、区） BAGs分

布BF形成保持高度一致性，而河北、河南和新疆BAGs分布和BF形成的一致性相對降低，提示在BF形成和乳房炎发病机制中发挥重要作用的可能是本研究未检测的某些基因。具体到基因种类，rbf和SigB分布最广，在大多数省份均为100%，提示这2个基因在SA性乳房炎发病机制中可能发挥着重要作用。Rbf可抑制icaR的表达，能够间接激活icaADBC的表达，促进BF的形成，但是并不依赖于ica通路[16]。sigB能够促进不同毒力因子表达的调控，促进BF形成的同时能够调节抗生素耐药性[19]。因此，通过rbf和SigB基因功能调节入手，研究我国乳房炎性SA的致病机制，可能是一种新的思路。

综上所述，多种BAGs组合流行是我国乳房炎性SA流行的主要趋势，各地区金黄色葡萄球菌BF形成和BAGs分布存在一定的差异。

参考文献：

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