活性炭減緩膜生物反應(yīng)器膜污染的研究

余良正，楊 彬，雷樂成

(浙江大學(xué) 化學(xué)工程與生物工程學(xué)院，浙江 杭州 310027)

1 前 言

膜生物反應(yīng)器(membrane bioreactor，MBR)結(jié)合了生物處理和膜分離過程，具有出水水質(zhì)高、占地面積小、污泥產(chǎn)量低等優(yōu)點[1-2]。隨著污水排放標準的提高和水回用需求的增加，MBR已經(jīng)越來越廣泛地應(yīng)用于市政廢水和工業(yè)廢水處理[3]。然而，MBR在運行中，不可避免地發(fā)生膜污染，制約了其應(yīng)用。膜污染是由于溶解性微生物產(chǎn)物(soluble microbial products，SMP)、膠體、細菌等吸附、沉積到膜面及膜孔內(nèi)，并逐漸在膜表面形成污泥層，最終造成膜通量減少或跨膜壓差 (transmembrane pressure，TMP) 增大[4]。為減緩膜污染，研究者們采用了多種方法，包括高強度曝氣、低通量運行[5]、反沖洗[6]、膜改性[7]等。MBR中添加多孔介質(zhì)不僅可以有效減緩膜污染，而且可提高污染物的去除率。

多孔介質(zhì)中，活性炭由于具有較好的吸附性能得到廣泛關(guān)注。 MA等[8]發(fā)現(xiàn)粉末活性炭能有效吸附SMP、胞外聚合物(extracellular polymeric substances，EPS)等物質(zhì)，附著細菌，從而控制膜污染，促進污染物的去除，且活性炭投加量存在最優(yōu)值?，F(xiàn)有的研究也主要集中于活性炭投加量對于膜污染的影響，對于活性炭粒徑和膜污染關(guān)系的研究較少[9]。NG等[9]考察了粉末活性炭粒徑對膜污染的影響，結(jié)果表明粉末活性炭能有效減緩膜污染，但是粒徑與膜污染的關(guān)系并不明確，粒徑越小不代表膜污染的抑制能力越好。因此，不同活性炭粒徑下，膜污染減緩機理尚不明確，有必要進一步研究活性炭粒徑對膜污染的影響。

針對以上問題，本文通過研究顆粒和粉……