膜生物反应器(SMBR)处理含重金属铜锌废水的效果及机理研究

摘要

为了研究一体式膜生物反应器(SMBR)对含重金属废水的处理效果，以两种污泥浓度分别为MLSS=3g/L和MLSS=5g/L为介质，对含重金属铜锌模拟废水的出水进行了COD、NH4+-N和Cu2+及Zn2+浓度的检测，检测结果发现SMBR对废水中COD、NH4+-N具有良好的去除效率，其中COD、NH4+-N的平均去除效率分别达到了93.3％和94.2％;重金属Cu2+、Zn2+离子的平均去除效率分别为83.0％和34.5％。当MLSS=Sg/L时，Cu2+、Zn2+离子的去除效率更加稳定。污水处理过程中，膜污染严重，膜渗透性能差，膜污染以可逆污染为主。活性污泥分泌出大量的胞外聚合物(EPS)和溶解性微生物产物(SMP)，这是造成了膜组件污染的原因之一。
　　废水中的Cu2+、Zn2+离子主要是以在EPS和SMP中蛋白质侧链上发生离子交换或者发生络合、螯合反应的方式除去。Cu2+、Zn2+主要结合在EPS中，当MLSS=3g/L时，EPS中Cu2+、Zn2+离子含量为798mg/kgTOC和156mg/kgTOC;当MLSS=5g/L时，EPS中Cu2+、Zn2+离子含量为783mg/kgTOC和361mg/kgTOC。但是Cu2+、Zn2+的去除效率并不与EPS呈线性关系。
　　污泥中和滤饼层中以醋酸可提取态的Cu、Zn所占比例较大，Na+、Cu2+和Zn2+离子会与污泥中大分子物质之间出现竞争性结合，原来结合在EPS、SMP中的Cu2+、Zn2+会被高浓度的Na+所取代，从而造成废水中Cu2+、Zn2+的去除率降低。Cu2+、Zn2+会释放到环境水体中在生物体内富集，从而影响了生态环境的健康。