李圭白院士：浸沒(méi)式膜生物反應(yīng)器可有效應(yīng)對(duì)氨氮污染
據(jù)中國(guó)水網(wǎng)2009年11月10日訊 當(dāng)前，水源污染日趨嚴(yán)重和給水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)提高的雙重壓力，對(duì)給水深度處理提出了更高的要求。作為以超濾為核心技術(shù)的第三代凈水工藝，也在“與時(shí)俱進(jìn)”中不斷尋求著自身發(fā)展。近日，在“全國(guó)給水深度處理研究會(huì)2009年年會(huì)”上，中國(guó)工程院院士李圭白就浸沒(méi)式膜生物反應(yīng)器（SMBR）在飲用水處理領(lǐng)域研究的進(jìn)展情況和與會(huì)代表進(jìn)行了分享，他尤其強(qiáng)調(diào)浸沒(méi)式膜生物反應(yīng)器可高效降解水源中的氨氮，能夠有效地應(yīng)對(duì)氨氮突發(fā)污染。同時(shí)，在浸沒(méi)式膜生物反應(yīng)器（SMBR）基礎(chǔ)上構(gòu)建的一體化膜混凝吸附生物反應(yīng)器（MCABR）在飲用水深度凈化方面優(yōu)勢(shì)明顯。
浸沒(méi)式膜生物反應(yīng)器（SMBR）憑借占地面積小、出水水質(zhì)優(yōu)良等特點(diǎn)已在污水處理領(lǐng)域得到了廣泛的研究和應(yīng)用。而在飲用水處理領(lǐng)域，浸沒(méi)式膜生物反應(yīng)器（SMBR）技術(shù)還相對(duì)較新。
據(jù)李圭白介紹，浸沒(méi)式膜生物反應(yīng)器（SMBR）由于通過(guò)底部曝氣，可使反應(yīng)器內(nèi)始終保持充足的溶解氧，因而對(duì)高氨氮原水的處理效果明顯優(yōu)于生物活性炭工藝（BAC），所以可以更好地解決水源水中的氨氮污染問(wèn)題，包括突發(fā)性的氨氮沖擊負(fù)荷。
而生物活性炭工藝（BAC）則因通過(guò)活性炭吸附和生物降解的協(xié)同作用可更高效地去除水中溶解性有機(jī)物。所以，研究人員嘗試在浸沒(méi)式膜生物反應(yīng)器（SMBR）中投加粉末活性炭（PAC），構(gòu)建出膜-粉末炭吸附生物反應(yīng)器（MABR），以強(qiáng)化對(duì)溶解性有機(jī)物的去除。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在UF膜截留、微生物降解、粉末炭吸附的共同作用下，BDOC去除率為70.1%；AOC的去除率為48.5%，而應(yīng)用浸沒(méi)式膜生物反應(yīng)器（SMBR），BDOC和AOC兩者的去除率分別僅為69.8%和44.3%。
此外，為進(jìn)一步去除以憎水性大分子有機(jī)物為主的有機(jī)物，研究人員又嘗試在浸沒(méi)式膜生物反應(yīng)器（SMBR）中直接投加混凝劑，構(gòu)建出膜混凝生物反應(yīng)器（MCBR）。實(shí)驗(yàn)表明：在生物反應(yīng)器中直接進(jìn)行混凝并不會(huì)對(duì)反應(yīng)器中的微生物群落造成不良影響，而且在反應(yīng)器中投加聚合氯化鋁（PACl）進(jìn)行混凝后，膜混凝生物反應(yīng)器（MCBR）對(duì)溶解性硫酸鹽的去除效率比浸沒(méi)式膜生物反應(yīng)器（SMBR）提高了76.9個(gè)百分點(diǎn)，同時(shí)，出水中幾乎檢測(cè)不到磷，使得出水生物穩(wěn)定性得到顯著提高。
經(jīng)以上研究，以李圭白為首的研究人員又嘗試在浸沒(méi)式膜生物反應(yīng)器（SMBR）中同時(shí)投加混凝劑和吸附劑，構(gòu)建一體化膜混凝吸附生物反應(yīng)器（MCABR）。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，單獨(dú)UF對(duì)進(jìn)水有機(jī)物去除能力較低，對(duì)DOC（即，溶解性有機(jī)碳）和UV254（即，在波長(zhǎng)為254nm處的單位比色皿光程下的紫外吸光度）的平均去除率僅為11.1%和11.4%，而傳統(tǒng)SMBR對(duì)去DOC和UV254的除率分別提高到19.4%和16.4%，這意味著生物降解作用對(duì)去除兩個(gè)指標(biāo)的貢獻(xiàn)分別為8.3%和5.0%；當(dāng)聚合氯化鋁（PACl）投加到反應(yīng)器中之后，膜混凝生物反應(yīng)器（MCBR）對(duì)DOC和UV254的去除率分別達(dá)到44.0%和54.5%，表明聚合氯化鋁（PACl）的混凝作用對(duì)DOC和UV254去除的貢獻(xiàn)分別為24.6%和38.1%；當(dāng)粉末活性炭（PAC）進(jìn)一步頭加到系統(tǒng)中后，一體化膜混凝吸附生物反應(yīng)器（MCABR）對(duì)兩個(gè)指標(biāo)的去除率分別提高到63.2%和75.6%，表明在MCABR中PAC的吸附作用對(duì)去除DOC和UV254的貢獻(xiàn)分別為19.2%和21.1%。可見(jiàn)，該一體化工藝飲用水深度凈化功能優(yōu)良。