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作为一种新型高效的水处理技术,MBR已成为目前研究和应用的热点之一。然而,膜污染是当前限制MBR广泛应用的一个主要障碍。本文以一体式中空纤维膜生物反应器为研究对象,主要考察了污泥龄(SRT)和丝状菌对MBR工艺混合液特性的影响,并研究了混合液特性对膜污染的影响机理,同时对MBR工艺的调控技术进行了探讨,这对MBR工艺膜污染的有效控制具有重要理论和实用价值。本文的研究内容主要包括以下几方面:研究了污泥龄对EPS总量、TB和LB含量及其中蛋白质和多糖比例的影响。研究结果表明,随污泥龄的延长,混合液EPS总量增加,TB和LB中蛋白质与多糖比例发生变化,这改变了细菌表面电荷,增大了细菌表面亲水基和疏水基的比例,使细菌存在状态由不稳定型(R型)向稳定型(S型)转变,降低了混合液Zeta电位,同时使SVI值增大。采用SPSS软件对膜的主要污染因子进行了统计分析,其相关系数分别为:Zeta电位(rp=-0.818)、上清液悬浮固体SSs浓度(rp=0.853)、相对疏水性(rp=0.832)。研究了MBR工艺在不同SRT条件下的微生物特性及膜出水水质,提出了预测MBR工艺污泥浓度的模型,并对SRT的控制提出了理论依据。MBR中微型动物群落结构随SRT的延长,呈现了规律性变化,对MBR的运行有指示作用。本文以Langmuir理论和Darcy定律为基础,从理论上证实了浓度极化阻力与凝胶层阻力是同一性质的力并通过Langmuir关系式统一起来,推导了微滤膜过滤阻力的数学模型。采用2个平行运行的反应器研究了进水限氮和限磷对MBR工艺处理效果及丝状菌膨胀的影响。进水限氮时MBR处理效果明显降低,丝状菌的生长丰度指数增加。丝状菌型污泥膨胀使混合液和膜表面的疏水性都增加,Zeta电位降低,加速了污染物在膜表面的沉积和吸附,从而造成严重的膜污染。研究发现上清液悬浮固体浓度SSs、混合液Zeta电位、相对疏水性是造成膜污染主要因子,采用控制SRT、投加活性炭及间歇出水的操作方式能有效地控制膜污染。