磁粉对减缓MBR膜污染的作用

4广东化工www．gdchem．com2017年第15期第44卷总第353期磁粉对减缓MBR膜污染的作用洪乾坤(浙江工业大学，浙江杭州I310014)[摘要]本研究提出一种通过向MBR投加磁粉(Fe304)来减缓膜污染的新对策，通过对比考察了磁粉对污泥混合液脱氢酶活性、胞外聚合物(EPS)、溶解性微生物产物(sMP)和毛细吸水时间(csT)的影响：用扫描电镜(sEM)对膜片表面进行了结构表征。结果表明，磁粉能增强微生物活性并减少污泥混合液中EPS和SMP的含量，从而有效减缓膜污染。【关键词]磁粉；脱氢酶活性：胞外聚合物：溶解性微生物产物[中图分类号]TQ[文献标识码]A[文章编号]1007-1865(2017)15-0004—03EffectofMagneticPowderonMitigatingMembraneFoulinginMembraneBioreactorHongQiankun(ZhejiangUniversityofTechnology,Hangzhou310014，China)Abstract：Anovelmembranefoulingreductionstrategywasproposedbyusingmagneticpowdersinthispaper．Theeffectsofmagneticpowderonthedehydrogenaseactivity，extracellularpolymer(EPS)，solublemicrobialproduct(SMP)andcapillarywaterabsorptiontime(CST)ofthesludgemixturewereinvestigated．Moreover，structuralcharacteristicsofsludgewereexaminedbyScanningelectronmicroscopy(SEM)TheresultsshowthatthemagneticpowdercanenhancethemicrobialactivityandreducethecontentofEPSandSMPinthesludgemixture，thuseffectivelyreducingthemembranepollution．Keywords：magneticpowder：dehydrogenaseactivity：EPS：SMP近年来，膜生物反应器(MBR)作为一项富有创新性和前景的废水处理工艺，曰益受到人们的关注。它将膜的物理分离和活性污泥的生物降解结合起来，以膜分离装置取代传统活性污泥反应器中的二沉池，从而实现高效的固液分离。与传统的废水生物处理工艺相比具有许多优点，包括：出水水质好，占地面积小，除菌效果好，剩余污泥排放少等【1—31。然而，MBR运行过程中产生的膜污染问题需耗费大量的费用，极大程度地制约了它的推广。有研究将磁粉视为一种新型的絮凝剂用于减缓膜污染，利用自身的高比表面积、惰性和生物相容等特性对蛋白质、DNA、染料、腐殖酸、重金属等进行高效的吸收【4_6】，Semblante等人[]发现纳米磁粉对牛血清白蛋I~(BSA)具有明显的吸收效果，并揭示能通过投加磁粉来减少混合液中的蛋白质从而实现膜的可持续过滤性。而且由于磁粉能被磁铁吸引，所以在MBR中磁粉还能被有效的分离和重复使用1。本实验以一套浸没式MBR为研究对象，通过向MBR投加磁粉(Fe3O4)来减缓膜污染，对其作为膜污染控制剂的作用做了深入的探讨，为MBR进一步的推广应用提供依据和参考。1实验装置与方法1．1试验装置图1膜生物反应器装置示意图Fig．1SchematicdiagramofsubmergedMBRsystem如图1所示，本试验装置主要由五个部分组成：五个平行的膜生物反应器装置(包括膜组件)；曝气系统(空气泵、空气流量计和曝气管)；高位进水池：蠕动泵；电脑控制系统。膜生物反应器为有机玻璃制成，长宽高分别为200mm，180mill，700mill。其中工作高度为583mm，有效容积2lL。装置采用微孔曝气管曝气，并将其置于反应器底部使整个装置能充分好氧，在空气泵的运转下经由气体流量计进入反应器。在浓水箱(85．2L1中人工配置生活污水，并在高位水箱(250L)进行稀释，为使进水成分和浓度稳定，水箱中设有高速搅拌装置和pH在线监测装置。出水通过膜组件的过滤流出，初始出水流量由蠕动泵的转速决定。整个试验过程蠕动泵都保持在27rpm，每工作9min，停lmin。空气泵每两小时切换一次。电脑每隔两分钟记录一次TMP(跨膜压差)。当一个反应器的跨膜压差达到50kPa时，其经历的时间即为一个周期F50。试验采用平板式膜组件，膜组件的有效面积为0．1m：，如图所示。膜组件是由江苏大