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

1、動(dòng)態(tài)膜生物反應(yīng)器（Dynamic Membrane Bioreactor,DMBR）是一種將生物處理工藝與動(dòng)態(tài)膜過(guò)濾技術(shù)相結(jié)合的污水處理技術(shù)，利用一定孔徑的無(wú)紡布（Non-wovenfabric）、尼龍布（nylon fabric）等材料作為膜基材，通過(guò)在活性污泥過(guò)濾過(guò)程中形成的生物動(dòng)態(tài)膜來(lái)達(dá)到近似微濾膜的過(guò)濾效果，同時(shí)動(dòng)態(tài)膜上的微生物群體也可對(duì)污水中的有機(jī)物進(jìn)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(dòng)態(tài)膜污染的研究。本課題通過(guò)顆粒物/殼聚糖協(xié)同控制和延緩動(dòng)態(tài)膜污染，以期為動(dòng)態(tài)膜污染控制的工程實(shí)踐提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
　　本研究通過(guò)一體式動(dòng)態(tài)膜生物反應(yīng)器，對(duì)引起動(dòng)態(tài)膜污染的關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)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(duì)延緩動(dòng)態(tài)膜污染的作用效果，同時(shí)借助反應(yīng)器運(yùn)行特征、污泥混合液特性以及數(shù)學(xué)表達(dá)分析研究了其對(duì)膜污染的控制作用。

3、>　?。?）采用兩組平行運(yùn)行反應(yīng)器，研究?jī)煞N不同膜基材（無(wú)紡布和尼龍布）對(duì)反應(yīng)器運(yùn)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(wú)紡布和尼龍布為基材的兩個(gè)反應(yīng)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(yīng)器中EPS含量和增長(zhǎng)速度均低于無(wú)

4、紡布基材反應(yīng)器。尼龍布表面的動(dòng)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(jìn)而有效的延長(zhǎng)了動(dòng)態(tài)膜生物反應(yīng)器的穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)間。
　?。?）通過(guò)兩套平行DMBR實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)比研究投加改性粉煤灰（modified fly ash）和粉末活性炭（powdered activated carbon，PAC）對(duì)DMBR中污泥混合液特性和運(yùn)行周期的影響，并探討其機(jī)理。結(jié)果表明

5、：在運(yùn)行過(guò)程中，投加改性粉煤灰和PAC的反應(yīng)器中EPS（mg/g MLVSS）含量分別從28.6627.85增長(zhǎng)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(yīng)器的運(yùn)行周期比投加改性粉煤灰的反應(yīng)器的運(yùn)行周期延長(zhǎng)1/3。投加PAC延緩動(dòng)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(duì)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(shí)投加殼聚糖和顆粒物來(lái)研究其對(duì)動(dòng)態(tài)膜污染的延緩作用， 通過(guò)常規(guī)指標(biāo)以及污泥性能指標(biāo)，建立數(shù)學(xué)表達(dá)，分析顆粒物/殼聚糖對(duì)動(dòng)態(tài)膜生物反應(yīng)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(yīng)器中出水水質(zhì)均達(dá)到了《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（

7、GB18918-2002）》一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)，且相比于只投加顆粒物的反應(yīng)器中TN、TP的去除率高出近5%、10%；EPS增長(zhǎng)緩慢，且多糖對(duì)DMBR污染的貢獻(xiàn)小于蛋白質(zhì)的（rp=0.895，rp=0.992）；污泥性能的其他指標(biāo)（粒徑、EPS、粘度、Zeta電位）在延緩動(dòng)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(guò)建立數(shù)學(xué)表達(dá)，模擬計(jì)算的結(jié)果（R2=0.9943，R2=0.9873，R2=0.9869，R2=0.99