動態(tài)膜生物反應器(DMBR)是一種污水處理工藝，其工作原理為動態(tài)膜過濾技術和生物處理工藝相結合。動態(tài)膜生物反應器由于其造價低，出水水量大且水質優(yōu)良等優(yōu)點被國內(nèi)外的水處理工作者所青睞。但由于其在運行期間產(chǎn)生膜污染的問題，使得在推廣與應用時出現(xiàn)了許多難題。本文通過平行實驗，向動態(tài)膜生物反應器中投加殼聚糖作為絮凝劑和吸附劑研究對改善出水水質、控制和延緩膜污染的影響，以期獲得一種高效處理造紙廢水的技術。
1 實驗方法
本實驗采用兩組平行DMBR同時進行，分別標記為A、B。其中A反應器中不投加殼聚糖，B反應器中投加殼聚糖。兩組反應器均由進水水箱、缺氧池、好氧池組成，缺氧池和好氧池均設有攪拌裝置，膜基材為300目的尼龍布，表面積為0.052m2。實驗的工藝流程如圖1所示。好氧池在池底設置曝氣軟管進行曝氣，DO值為2-3mg/l。污泥回流比為200%，HRT為12h(缺氧池為4h，好氧池為8h)。
2 實驗用水
人工模擬造紙廢水，采用腐殖酸、木質素磺酸鈉、硅藻土、工業(yè)級葡萄糖、氯化銨、磷酸二氫鉀和碳酸氫鈉等混合后配水，水質見表1。
3 污染物去除效能比較
A和B兩套反應器處理造紙廢水對色度、濁度、COD、NH3的去除效果見表2。
由表2可知，向B反應器中加入殼聚糖之后，對色度、濁度、COD、NH3的平均去除率分別提高了8.8%、7.3%、5.7%、7.1%。雖然加入殼聚糖后會提高污泥負荷，但殼聚糖大分子中羥基和氨基具有較強的化學反應能力，且殼聚糖自身所帶的正電荷與反應器污泥混合液所帶的負電荷之間的引力作用從而產(chǎn)生絮凝的效果。同時，隨著反應器的運行，由于殼聚糖的作用，污泥具有更加緊密的結構，吸附了池內(nèi)微生物產(chǎn)生的新陳代謝產(chǎn)物。所以，有效改善了出水水質。
4 對延緩膜污染的影響
4.1 對EPS的影響
胞外聚合物(EPS)為一種高分子聚合物，主要成分為多糖和蛋白質。兩組反應器運行30d后，活性污泥的EPS中多糖和蛋白質含量變化見圖2。
由圖2可知，B反應器的EPS含量始終低于A反應器，這是由于投加殼聚糖后會吸附污泥混合液中的EPS，能夠有效的延緩和控制膜污染。
4.2 對粒徑的影響
在反應器運行期間，B反應器的平均污泥粒徑大于A反應器，并且粒徑小于10μm的污泥顆粒所占的體積百分比也低于A。有研究證明，污泥粒徑小于10μm的污泥顆粒是導致膜污染主要原因。
5 結論
向反應器中投加殼聚糖之后，由于殼聚糖的吸附和絮凝作用，動態(tài)膜生物反應器對色度、濁度、COD、NH3的平均去除率分別提高了8.8%、7.3%、5.7%、7.1%；增大了污泥平均粒徑，降低了污泥中EPS含量，減小了污泥表面的Zeta電位，延緩了膜污染。
責任編輯：葛
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