微网动态膜生物反应器对污染物的去除效果_卢进登

基金项目:湖北省自然科学基金项目资助(2002AB093)作者简介:卢进登(1965-),男,副教授,博士生,研究方向为水污染控制、环境生态,(电话)027-67118297(电子信箱)ljd@hubu.edu.cn。微网动态膜生物反应器对污染物的去除效果卢进登1,李艳蔷1,康群1,程胜高2(1.湖北大学资源环境学院,武汉430062;2.中国地质大学环境学院,武汉430074)摘要:采用不同规格的不锈钢网和尼龙网加工的微网组件与生物反应器一起构成动态膜生物反应器。研究表明微网组件对污染物的去除效果与微网的孔径密切相关,但与微网材料的相关性不明显。300目的微网组件对SS的去除率非常接近混合液经沉淀所能达到的去除率,对COD的去除率大大高于经沉淀所能达到的去除率,表明了微网动态膜生物反应器存在开发应用的前景。同时提出了有待进一步研究的问题。关键词:微网;动态膜生物反应器;悬浮固体(SS);化学需氧量(COD)中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:1003-6504(2006)05-0093-02膜生物反应器是一种由膜过滤取代传统生化处理技术中二次沉淀池和沙滤池的水处理技术。因其固液分离率高、出水水质好、处理效率高、占地空间小、运行管理简单、剩余污泥少等优点在城市污水、给水处理等方面得到广泛的关注和应用[1]。但是,膜生物反应器的膜过滤组件价格较高、处理能力较小、能耗较大以及不可避免的膜污染等问题使其难以得到普遍推广应用。在膜生物反应器运行过程中,活性污泥反应器内的微生物及其代谢产物很快会在膜表面形成一层生物凝胶层。这层生物凝胶层虽然会给泥水分离过程形成一定的过滤阻力,但它又能够对微细颗粒以及溶解性大分子物质起“动态膜”的分离作用。因此,有人认为在膜生物反应器稳定运行后起真正过滤分离作用的主要是这一“生物动态膜”。膜材料的孔径特性对出水水质的影响不大,膜材料只起到了“生物动态膜”的支撑体的作用[2]。基于此,YasutoshiShimizu等[3]用孔径为100μm的尼龙网进行了试验研究,认为微网动态膜生物反应器可能替代膜生物反应器而成为一种新型的高级污水处理系统。范彬等[4]用微网动态膜生物反应器处理城市污水,获得了良好的去除效果。本研究采用不同规格的不锈钢网和尼龙网加工的微网组件与生物反应器一起构成动态膜生物反应器,旨在探讨不同微网组件对污染物的去除效果与微网材料及孔径的关系,为微网动态膜生物反应器的研制作一些基础研究。1试验材料与方法1.1微网组件及动态膜生物反应器微网组件以不锈钢为骨架,用微网粘在其两侧,要求污水只能从微网滤过,进入组件空腔,后从不锈钢骨架上连接的导流软管流出,如图1所示。微网材料为不锈钢网和尼龙网,分别有100目,200目和300目三种型号。将微网组件置于活性污泥反应器内,即构成微网动态膜生物反应器(DMBR),如图2所示。该反应器共有六个微网组件放置槽。组件置于槽上,滤液透过微网进入组件内的空腔,再通过导流孔流入DMBR出水收集室,在反应器一侧底部有穿孔曝气装置。DMBR在液面与导流孔之间的高度差(水头差)为出水动力,在此动力驱动下自流出水。本试验所用活性污泥由武汉华润啤酒公司提供的干污泥,通过连续曝气,间歇式加入营养物质进行培养,活性污泥培养成熟后开始试验。1.2测定方法SS:重量法。COD:重铬酸钾法。1.3试验方法活性污泥培养成熟后,当混合液SS达到一定程度时,先静止沉淀,排出反应器内的上清液,将微网组件置于反应器内,连接好出水管,再向反应器内注入生活污水(取自湖北大学生活污水排出口),调节好反应器混合液液面,使之与出水口形成一定的水头差(6cm)。然后启动曝气装置,30min后,打开组件微网动态膜生物反应器对污染物的去除效果卢进登,等93··DOI:10.19672/j.cnki.1003-6504.2006.05.038第29卷第5期2006年5月环境科学与技术的出水阀门,弃去最初的出水约1000mL后,取出水水样,测定其SS和COD。在取出水水样的同时,取混合液样,一部分混合液样用于直接测定,另一部分混合液样静止沉淀30min后取其上清液测定。试验在三种不同的混合液浓度、相同的水头压差下进行。因试验目的只是为了考察微网组件对SS和COD的截留效果,因此试验只对出水与混合液和混合液沉淀后的上清液进行了比较,未对生活污水的实际处理效果进行研究。2结果分析2.1微网组件对混合液SS的去除效果在混合液SS分别为527mg/L、1144mg/L和1420mg/L三个水平上进行了试验,结果如表1所示。表1微网组件对混合液SS的去除效果(mg/L,%)由表1可以看出:(1)对SS的去除率,无论是何种材料、何种孔径的微网都有随着混合液浓度的增加而增加的趋势,但在混合液SS超过1000mg/L后,再增