改性聚苯乙烯滤料在BAF中的应用_王芬

改性聚苯乙烯滤料在BAF中的应用王芬1,季民1,牛育辉1,毕源1,汪泳2(1.天津大学环境科学与工程学院,天津300072;2.中国市政工程华北设计研究院,天津300074)摘要:采用氧化和接枝蛋白分子的方法对聚苯乙烯滤料进行表面改性处理,并将其用于曝气生物滤池(BAF)中以检验其对BAF处理性能的改善效果。结果表明:改性处理后的滤料无论是在挂膜速度上还是在生物量上都明显优于未改性滤料,其表面生物量约为未改性滤料的3倍;当COD容积负荷和氨氮负荷分别小于4、0.4kg/(m3·d)时,采用改性聚苯乙烯滤料的BAF可有效去除COD和氨氮,去除率分别高达86.1%和57%。关键词:曝气生物滤池(BAF);聚苯乙烯滤料;表面改性中图分类号:X703文献标识码:C文章编号:1000-4602(2009)15-0076-03ApplicationofModifiedPolystyreneMediainBiologicalAeratedFilterWANGFen1,JIMin1,NIUYu-hui1,BIYuan1,WANGYong2(1.SchoolofEnvironmentScienceandTechnology,TianjinUniversity,Tianjin300072,China;2.NorthChinaMunicipalEngineeringDesignandResearchInstitute,Tianjin300074,China)Abstract:Oxidationandgraftingproteinmethodwasusedtomodifypolystyrenemediumsurface,andthemodifiedpolystyrenemediawereusedinbiologicalaeratedfilter(BAF)inordertotesttheper-formanceimprovementofBAF.Theresultsshowthatthebiofilmformationvelocityandbiomassonthemodifiedmediaareincreasedevidently,andthebiomassisabout3timesmorethanthatonunmodifiedmedia.WhentheCODvolumetricloadandtheammonianitrogenloadarelessthan4kg/(m3·d)and0.4kg/(m3·d)respectively,theBAFusingthemodifiedpolystyrenemediacanremoveCODandam-monianitrogeneffectively,withtheremovalratesof86.1%and57%.Keywords:biologicalaeratedfilter(BAF);polystyrenemedium;surfacemodification合成类高分子聚合物滤料具有机械性能好、磨损率低、不会因为碰撞而破碎、可以一直保持其外部形态、长时间运行不需要更换补充等优点,但其不具备良好的生物相容性、微生物黏附和增殖能力差、微生物在填料表面的初期附着速度(挂膜)较慢、反应器启动需时较长且在正常运行时填料表面的生物膜也不够密实,从而影响了处理效果[1]。因此,如果能解决高分子聚合物滤料生物相容性差的问题,提高其微生物的黏附和增殖能力,其应用前景必将非常广阔。笔者将蛋白分子引入聚苯乙烯材料的表面,通过表面修饰物理包被蛋白分子法,在不改变材料本体性能的前提下,赋予其表面新的性能,改善其生物相容性,从而达到改善其生物黏附和增殖性能的目的,然后把这种经过表面改性处理的泡沫滤珠生物滤料应用在上向流曝气生物滤池(UBAF)中,检验了其对BAF处理性能的改善效果。1试验装置和方法1.1试验装置试验装置见图1。反应器为圆柱形,采用直径为100mm的有机玻璃柱,柱高为2500mm,底部配水区的高为100·76·第25卷第15期2009年8月中国给水排水CHINAWATER＆WASTEWATERVol.25No.15Aug.2009mm,反应器顶部清水区的高为400mm,中间滤料区的高为2000mm,内装滤料的高为1300mm,滤料区上每隔200mm设置一个取样口。图1反应器装置Fig.1Schematicdiagramofreactordevice1.2滤料改性①称取0.5g高锰酸钾溶解于硫酸溶液(1mL浓硫酸+9mL去离子水)中,制得高锰酸钾溶液。在连续曝气的条件下将聚苯乙烯泡沫滤珠滤料浸泡在50℃的高锰酸钾溶液中,4h后取出,用6mol/L的盐酸溶液洗涤3次,以洗去滤料表面的褐色层,然后用清水充分洗涤直至滤料表面呈中