論文作者：秦冰 陳東輝2 陳亮2 陳麗2
摘要：將不同分子量的殼聚殼聚糖投加于SBR生物反應(yīng)器處理生活廢水，通過(guò)比較處理效率、糖強(qiáng)污泥活性、化生污泥結(jié)構(gòu)等指標(biāo)來(lái)探明殼聚糖強(qiáng)化活性污泥生物作用的物作機(jī)理。研究表明，用的研究殼聚糖雖對(duì)污泥活性有一定抑制作用，機(jī)理但能很好地改善污泥的殼聚絮體結(jié)構(gòu)，從而提高活性污泥的糖強(qiáng)處理效率，其中分子量越大的化生殼聚糖強(qiáng)化生物處理的效果越佳。
關(guān)鍵詞：殼聚糖 活性污泥 分子量
殼聚糖及其衍生物在水處理中有很大的物作潛力和應(yīng)用前景。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外的用的研究報(bào)導(dǎo)主要集中在吸附和絮凝方面[1～6]。也有報(bào)道表明，機(jī)理殼聚糖是殼聚一種很好的污泥調(diào)理劑，將其用于活性污泥法，糖強(qiáng)有助于形成良好的化生活性污泥菌膠團(tuán)，并能提高處理效率[7～10]。但研究其對(duì)活性污泥中微生物活性的影響以及其強(qiáng)化生物作用的機(jī)理，國(guó)內(nèi)外均未見(jiàn)有報(bào)導(dǎo)。
本實(shí)驗(yàn)是在不改變現(xiàn)有設(shè)備及工藝流程的條件下，在普通活性污泥法中投加不同分子量的殼聚糖，通過(guò)比較處理效率、污泥活性及污泥結(jié)構(gòu)等指標(biāo)，研究不同分子量的殼聚糖對(duì)活性污泥處理效果的影響，進(jìn)一步探索殼聚糖改善出水效果，強(qiáng)化生物作用的機(jī)理，并選出最佳的殼聚糖的類(lèi)型，為殼聚糖的進(jìn)一步應(yīng)用提供了實(shí)踐指導(dǎo)和理論基礎(chǔ)。
1 實(shí)驗(yàn)方法和材料
1.1 實(shí)驗(yàn)材料
殼聚糖：本實(shí)驗(yàn)室由浙江玉環(huán)縣化工廠購(gòu)得甲殼素，再自制成一系列脫乙酰度69%的殼聚糖，分子量分別為6.56萬(wàn)、22.30萬(wàn)、31.25萬(wàn) (根據(jù)Mark-Houmink方程：
，用烏氏粘度計(jì)測(cè)定表面粘度后計(jì)算得到) 。
活性污泥：取自天山污水凈化廠池中的污泥，馴化兩周。
實(shí)驗(yàn)水樣：采用自配的模擬生活污水，含有碳、氮、磷及多種微量元素。
1.2 實(shí)驗(yàn)方法
本實(shí)驗(yàn)采用模擬SBR法。在4套相同的裝置中分別投加3種不同分子量的殼聚糖，另一個(gè)不投加作空白來(lái)處理同一模擬生活廢水，進(jìn)行平行對(duì)照實(shí)驗(yàn)。按照殼聚糖調(diào)理污泥的最佳投量，一般為總固體含量的0.5%～1.5%[9]。實(shí)驗(yàn)運(yùn)行中根據(jù)排泥排水量適量補(bǔ)充殼聚糖。采用限制性，每天運(yùn)行4個(gè)周期，每個(gè)周期6 h，其中進(jìn)水時(shí)間0.75 h，反應(yīng)時(shí)間3.75 h，沉淀時(shí)間0.75 h，排水閑置時(shí)間0.75 h。實(shí)驗(yàn)運(yùn)行時(shí)各反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度均保持在3～4 g/L，pH保持在7.0左右，溶解氧保持在3～4 mg/L。各生物反應(yīng)器的有效容積為9 L，進(jìn)排水均為4 L。
2 結(jié)果與討論
2.1 加不同分子量的殼聚糖對(duì)廢水中有機(jī)物(CODCr、NH3-N、BOD5)去除率的比較
由圖1、圖2和表1可看出，投加不同分子量的殼聚糖后，活性污泥對(duì)CODCr、NH3-N 及BOD5的去除率均比空白樣高約10%，其中以投加大分子量殼聚糖的污泥處理效果最好。
由于實(shí)驗(yàn)水樣是采用自配的模擬生活污水，可生化性較好，易降解，所以在不投加殼聚糖的情況下，也能達(dá)到較好的處理效果。但總的來(lái)說(shuō)，殼聚糖的投加會(huì)在普通活性污泥法的基礎(chǔ)上改善出水水質(zhì)。
表1 進(jìn)、出水BOD5及其去除效率
| 項(xiàng)目 | 運(yùn)行方式 | |||
| 投加大分子量殼聚糖(31.252萬(wàn)) | 投加中分子量殼聚糖(22.304萬(wàn)) | 投加小分子量殼聚糖(6.56萬(wàn)) | 空白 | |
| 進(jìn)水BOD5平均值/mg·L-1 | 580 | |||
| 出水BOD5平均值/mg·L-1出水BOD5去除效率/% | 11 | 15 | 19 | 49 |
| 98.10 | 97.41 | 96.72 | 91.55 |
2.2 污泥活性的比較
2.2.1 MLVSS/MLSS
MLVSS/MLSS是一種最簡(jiǎn)單的表征污泥活性的方法，它是考察污泥混合液中揮發(fā)性組分與總固體的比值。測(cè)定MLVSS及MLSS，對(duì)比投加不同分子量殼聚糖后污泥活性變化的情況，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖3。
由圖3可看出，投加殼聚糖后活性污泥的有效成分均低于空白值，說(shuō)明殼聚糖的投加對(duì)污泥活性不僅沒(méi)有促進(jìn)作用，反而有一定的抑制作用。對(duì)比3種不同分子量的殼聚糖，投加小分子量殼聚糖后污泥的有效成分略微低于投加大分子量和中分子量的殼聚糖。
