双金属催化滤料生物滤池处理效果及对膜污染影响研究

化工学报2019年第70卷第11期|,2019,70(11):4377-4386www.hgxb.com.cnCIESCJournal双金属催化滤料生物滤池处理效果及对膜污染影响研究郝松泽1，2，张宏伟1，吴云1，王捷1（1省部共建分离膜与膜过程国家重点实验室，天津300387；2天津工业大学材料科学与工程学院，天津300387）摘要：双金属催化滤料生物滤池替代传统生物滤池，作为超滤膜系统的预处理工艺，可提高三氮的去除效率，保证产水水质稳定，显著减缓超滤膜污染，延长膜使用寿命。生物催化滤池内催化还原反应促进反硝化系统的进行，保证了水中硝酸氮和亚硝酸氮的分解去除；研究表明，生物催化滤池预处理较常规生物滤池可将TOC的去除率由73.2%提高到81.5%，其增加部分的主要成分为可引起膜污染的芳香蛋白类和富里酸类有机污染物。此外，双金属催化滤料增加了滤池的过滤精度，其出水胶体平均粒径明显小于常规生物滤池。催化还原反应产生的铁离子在过滤紊流的环境中微絮凝，进一步去除了微污染水源水中的胶体和悬浮物，减轻了胶体颗粒对超滤膜的污染。除具有常规滤池的生物降解、过滤作用外，双金属催化滤料生物滤池还具有催化还原和微絮凝的协同作用，显著提高了水中有机污染物和胶体颗粒的去除率，超滤膜污染得到有效减缓。关键词：生物催化滤池；改性滤料；超滤；膜污染减缓；催化还原中图分类号：TQ028.8文献标志码：A文章编号：0438-1157（2019）11-4377-10StudyontreatmentofbiologicalcatalyticfilterandmembranefoulingwithbimetalliccatalystasfiltermediaHAOSongze1,2,ZHANGHongwei1,WUYun1,WANGJie1(1StateKeyLaboratoryofSeparationMembraneandMembraneProcesses,Tianjin300387,China;2InstituteofMaterialsScienceandEngineering,TianjinUniversityofTechnology,Tianjin300387,China)Abstract:Asapretreatmentprocessoftheultrafiltrationmembranesystem,thebimetalcatalystbiologicalfilterreplacesthetraditionalbiologicalfilter,canimprovetheremovalefficiencyoftri-nitrogen,ensurethestabilityofwaterquality,significantlymitigatetheultrafiltrationmembranefoullingandextendtheservicelifeofthemembrane.Thecatalyticreductionreactioninthebiocatalyticfilterpromotesthedenitrificationsystemandensuresthedecompositionandremovalofnitrogennitrateandnitriteinthewater.TheresultsshowedthattheremovalrateofTOCwasincreasedfrom73.2%to81.5%bythepretreatmentofthebiologicalcatalyticfiltercomparedwiththeconventionalbiologicalfilter.Inaddition,themodifiedbimetalcatalyticfiltermaterialincreasedthefiltrationaccuracyofthefilter,andtheaverageparticlesizeoftheeffluentcolloidwassignificantlysmallerthanthatoftheconventionalbiologicalfilter.Theironionsproducedbycatalyticreductionreactionflocculateintheenvironmentoffilteringturbulentflow,furtherremovethecolloidandsuspendedmatterinthemicro-pollutedwatersource,and第70卷化工学报mitigateultrafiltrationmembranefoullingbythecolloidpa