臭氧-活性炭技術(shù)對膜生物反應(yīng)器膜污染減緩研究

張海豐，劉洪鵬，張?zhí)m河，趙貴龍，鄭 程，高 偉，柴慧建

（東北電力大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院，吉林 吉林 132012）

膜生物反應(yīng)器（membrane bioreactor，MBR）是實現(xiàn)污水再生回用和廢水資源化的一項極具競爭力的新技術(shù)。然而膜污染是MBR工藝進一步廣泛應(yīng)用的最大障礙。影響膜污染的因素有很多，其中污泥混合液的性質(zhì)對于膜污染有著重要的影響[1-2]。相關(guān)研究表明，污泥混合液中的胞外聚合物（extracellular polymeric substances，EPS）和溶解性微生物代謝產(chǎn)物（soluble microbial product，SMP）是MBR工藝主要的污染物質(zhì)[3-4]，通過控制EPS及SMP濃度與性質(zhì)，進而改變混合液的性能來防止膜污染是一條重要且可行的途徑[1]。

利用臭氧的強氧化性改善MBR混合液性質(zhì)引起了眾多研究者的關(guān)注，Huang等[5]研究表明：適度的臭氧氧化可改變污泥表面的EPS，強化生物絮凝行為；Li等[6]利用臭氧破壞MBR中的生物高聚物（biopolymer clusters，BPC），提高了混合液的可濾性；Hwang等[7]研究表明臭氧可減小膜表面的泥餅層阻力，延緩膜污染。然而過量的臭氧投加將引起細菌溶胞[5]，增加混合液中大分子有機物濃度而惡化混合液的可濾性，并可能對生化處理效果產(chǎn)生影響，因而確定合理的臭氧投加量及如何提高臭氧的利用效率成為了問題的關(guān)鍵。

通過向 MBR中投加粉末活性炭（powder activated carbon，PAC）能夠提高污染物的去除效果并減緩膜污染[8]，前期研究表明PAC可吸附去除對微生物群落有毒害作用的生物性化合物[9]、降低混合液黏度并增大顆粒粒徑[10]、改變 EPS中蛋白質(zhì)/多聚糖比例[11]，可以有效地減輕膜污染。本研究將臭氧-活性炭技術(shù)應(yīng)用于MBR中，充分發(fā)揮臭氧與活性炭聯(lián)用的協(xié)同效應(yīng)，以用來調(diào)控污泥混合液可濾性，減緩膜污染。……