顆粒物-殼聚糖協(xié)同控制動態(tài)膜生物反應器膜污染的研究.pdf

1、動態(tài)膜生物反應器（Dynamic Membrane Bioreactor,DMBR）是一種將生物處理工藝與動態(tài)膜過濾技術相結(jié)合的污水處理技術，利用一定孔徑的無紡布（Non-wovenfabric）、尼龍布（nylon fabric）等材料作為膜基材，通過在活性污泥過濾過程中形成的生物動態(tài)膜來達到近似微濾膜的過濾效果，同時動態(tài)膜上的微生物群體也可對污水中的有機物進行降解。膜污染是DMBR工藝不可避免的，向DMBR內(nèi)投加顆粒物質(zhì)改善污泥混合

2、液性質(zhì)，延緩膜污染的研究較多，但是少有顆粒物協(xié)同殼聚糖(Chitosan)控制動態(tài)膜污染的研究。本課題通過顆粒物/殼聚糖協(xié)同控制和延緩動態(tài)膜污染，以期為動態(tài)膜污染控制的工程實踐提供實驗依據(jù)。
　　本研究通過一體式動態(tài)膜生物反應器，對引起動態(tài)膜污染的關鍵問題進行深入研究，主要考察了不同膜基材、顆粒物以及顆粒物協(xié)同殼聚糖對延緩動態(tài)膜污染的作用效果，同時借助反應器運行特征、污泥混合液特性以及數(shù)學表達分析研究了其對膜污染的控制作用。

3、>　　（1）采用兩組平行運行反應器，研究兩種不同膜基材（無紡布和尼龍布）對反應器運行特征以及胞外聚合物（Extracellular polymeric substances，EPS）和污染周期的比較。結(jié)果表明：以無紡布和尼龍布為基材的兩個反應器中COD、TN、NH4+-N、TP的出水均值（mg/L）分別為：28.40、6.24、2.99、0.67和23.23、5.48、2.89、0.45，且尼龍布基材反應器中EPS含量和增長速度均低于無

4、紡布基材反應器。尼龍布表面的動態(tài)膜能有效截留，防止污染物向內(nèi)層材料的滲透，依據(jù)尼龍布的親水性，減緩疏水性物質(zhì)在膜表面的累積，形成了較為疏松的泥餅層，進而有效的延長了動態(tài)膜生物反應器的穩(wěn)定運行時間。
　?。?）通過兩套平行DMBR實驗系統(tǒng)對比研究投加改性粉煤灰（modified fly ash）和粉末活性炭（powdered activated carbon，PAC）對DMBR中污泥混合液特性和運行周期的影響，并探討其機理。結(jié)果表明

5、：在運行過程中，投加改性粉煤灰和PAC的反應器中EPS（mg/g MLVSS）含量分別從28.6627.85增長到100.4、67.5，Zeta電位（mv）分別從-6.3、-5.7降至-46.8、-30.0，小于10μm的微粒所占的比例分別為0.92％、0.06%，粘度分別從1.89、1.85mPa·s增加到2.92、2.35.Pa·s，并且投加PAC的反應器的運行周期比投加改性粉煤灰的反應器的運行周期延長1/3。投加PAC延緩動態(tài)膜污

6、染作用優(yōu)于投加改性粉煤灰，PAC和改性粉煤灰都具有很好吸附性能，對引起膜污染的物質(zhì)能有效吸附，污泥性能得到明顯的改善，在膜基材表面的“骨架”作用，有效延緩了膜污染。
　?。?）在DMBR中同時投加殼聚糖和顆粒物來研究其對動態(tài)膜污染的延緩作用， 通過常規(guī)指標以及污泥性能指標，建立數(shù)學表達，分析顆粒物/殼聚糖對動態(tài)膜生物反應器膜污染的協(xié)同控制作用。顆粒物和殼聚糖聯(lián)用后的反應器中出水水質(zhì)均達到了《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準（

7、GB18918-2002）》一級A排放標準，且相比于只投加顆粒物的反應器中TN、TP的去除率高出近5%、10%；EPS增長緩慢，且多糖對DMBR污染的貢獻小于蛋白質(zhì)的（rp=0.895，rp=0.992）；污泥性能的其他指標（粒徑、EPS、粘度、Zeta電位）在延緩動態(tài)膜污染的效果均是顆粒物和殼聚糖聯(lián)用的效果要優(yōu)于只投加顆粒物的。通過建立數(shù)學表達，模擬計算的結(jié)果（R2=0.9943，R2=0.9873，R2=0.9869，R2=0.99