改性聚乙烯懸浮載體掛膜及其脫氮性能研究.pdf

1、聚乙烯(Polyethylene，簡稱PE)載體親水性和生物親和性較差，存在掛膜速度較慢、生物膜量較低及生物膜活性不高等缺陷，影響其污水處理效果。為解決這一問題，本文通過共混改性分別生產(chǎn)了親水型和營養(yǎng)緩釋型改性PE載體，并應(yīng)用改性載體加速移動床生物膜反應(yīng)器(Moving bed biofilm reactor，簡稱MBBR)工藝的掛膜啟動，應(yīng)用改性載體增強序批式移動床生物膜反應(yīng)器(Sequencing batch moving bed

2、biofilm reactor，簡稱SBMBBR)工藝的脫氮效果。
　　引入親水性基團能夠改善PE載體的表面親水性。分別向HDPE基料中添加一定量的淀粉和輔助劑、添加一定量的硅藻土和輔助劑、同時添加一定量的淀粉、硅藻土及輔助劑使其表面接觸角從94.3°分別降低至79°、77.8°、76.6°。并且，水環(huán)境中淀粉的緩慢溶出使改性載體具備了營養(yǎng)緩釋性能。掛膜啟動實驗結(jié)果顯示，相同條件下，實驗前36天，同時添加淀粉和硅藻土的復(fù)合型載體生

3、物膜內(nèi)多糖和蛋白質(zhì)含量的平均增長速率分別是PE載體的1.8倍和1.9倍。實驗第60天時，復(fù)合型載體生物膜內(nèi)多糖和蛋白質(zhì)的含量分別是68.4 mg/L和69.5 mg/L，比PE載體高67.8％和47.9％。多糖和蛋白質(zhì)的含量越高，表明生物膜的生物活性和細胞活性越高。生物膜成熟期，復(fù)合型載體上的生物膜量為2.3±0.3 g/L，比PE載體高89.3％，表明復(fù)合型載體具有富集微生物的能力。SEM和FISH結(jié)果顯示，復(fù)合型載體生物膜內(nèi)不同類型

4、的菌群組成互生或共生體系，硝化菌群數(shù)量較多。上述復(fù)合型載體在掛膜性能方面的優(yōu)勢，使其第20天出水COD和NH4+-N就達到了國家一級A標準，比PE載體早12天，縮短了MBBR工藝的啟動時間。
　　SBMBBR實驗中，多組分改性劑的添加使改性載體的密度增加到0.972 g/cm3，接觸角降低至72.4°。實驗期間，兩組SBMBBRs工藝的NH4+-N去除效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)SBR工藝，投加改性載體的SBMBBR2出水NH4+-N在第18

5、天達到了國家一級A標準，分別比投加PE載體的SBMBBR1和無載體投加的SBR早2天和8天。實驗后期，SBMBBR2總氮去除效果最優(yōu)，SBMBBR1次之，SBR較差。穩(wěn)定期SBMBBR2的總氮平均去除率比SBR高近20％。單個周期內(nèi)，兩組SBMBBRs工藝的NH4+-N去除速率更快。并且，生物膜的空間異質(zhì)性為實現(xiàn)同步硝化反硝化(Simultaneous Nitrification andDenitrification，簡稱SND)創(chuàng)造了