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膜生物反应器(Membrane bioreactor)是一种新型、高效的污水处理系统,它是膜分离技术和活性污泥生物处理技术的有机统一结合体,其具有出水水质好、污泥负荷高、剩余污泥产量低等优点。本研究以构建多生境膜生物反应器为出发点,试图在同一个膜生物反应器中构建并实现多种生境共存的环境。多生境膜生物反应器不仅具有传统MBR的优点,而且还兼具好氧环境、缺氧环境或厌氧环境及好氧环境与缺氧环境或厌氧环境间的过渡环境等多种生境。因此,多个生境共存使得系统内微生物的生物多样性得以丰富,并提高了系统稳定性以及分解有机物和营养物质(氮、磷)的能力。同时,在保持反应器运行良好的情况下,降低了运行能耗和减小了反应器的占地面积。试验以自行设计的多生境膜生物反应器为试验装置,采用可编程逻辑控制器自控系统(programmable logic controller, PLC)对多生境膜生物反应器系统进出水进行自动控制,在不排泥的条件下连续运行了105 d,反应器内生物质浓度从刚开始驯化的3200 mg·L-1累积到最终的12500 mg·L-1。在运行过程中,三台同一型号的溶解氧测定仪分别对O区和A区以及二者间的过渡区域T区进行24小时连续在线监测,监测结果显示在运行的第53天,A区的溶解氧浓度低于0.2mg·L-1,这意味着反应器内缺氧环境与好氧环境并存,多生境膜生物反应器构建成功。试验通过测定常规水质指标,检测结果显示,CODCr去除率保持在90%以上,随着运行时间的增加,NH4+-N的去除率明显增加,最高可达99.9%。但TP的去除效果不理想,这是因为不排泥,污泥同化作用除磷效果十分有限,不升反降。同时,还测定了EPS含量,并结合了TMP,分析膜污染情况。研究结果表明：在整个运行周期的4个阶段中,TMP的变化趋势都表现出两个阶段性规律,即前期TMP增长平缓和后期TMP加速上升。在运行过程中,在常温下同步测定了污泥的动力粘度、极限粘度和上清液粘度等流变性能。结果说明：随着剪切速率的增加,活性污泥动力粘度均降低,表现出剪切稀化的现象,非牛顿流体的特征十分显著；活性污泥极限粘度随MLSS、EPS增加而增大,在低质量浓度(<8000 mg·L-1)下的活性污泥流变特性与宾汉模型十分吻合,而在高质量浓度(>8000mg · L-1)下的则近似于幂律模型。