论文部分内容阅读
溶解性微生物产物(SMP)包含与基质降解相关联的微生物产物(UAP)和与微生物内源呼吸相关联的微生物产物(BAP)，是引起膜污染的重要因素之一。为了更深入的了解SMP的特性，本课题采用人工模拟生活污水，研究了SRT为15d、30d和60d运行条件下膜生物反应器的运行情况和反应器内SMP的特性，并进一步对SMP、UAP和BAP的膜污染机理进行了研究。主要研究内容和结果如下：1、研究SRT=15d，SRT=30d，SRT=60d下膜生物反应器的运行及膜污染情况。研究发现，不同SRT操作条件下反应器对COD的去除率均在98%左右；SRT=15d的反应器内丝状菌大量繁殖，SRT=60d的反应器污泥浓度过高，两种条件都出现了严重的膜污染，SRT=30d的反应器在运行前20天TMP都在30kPa一下，运行效果较好，反应器内活性污泥的性质及微生物的活性都较为良好。通过SEM观察膜丝表面形态SRT为30d的膜丝膜污染程度比较小，膜丝没有完全被泥饼层覆盖。2、SMP的浓度及组分(蛋白质和多糖)浓度，随SRT的延长呈现先增加后减少的趋势，SRT=30d的反应器内各浓度最低；随着SRT的延长，SMP中大分子量物质逐渐增多，小分子量物质逐渐减少；荧光光谱分析显示SRT=30d的反应器内的腐殖酸和富里酸类小分子物质含量相对较少，说明膜表面的滤饼层对小分子物质也有较好的截留作用。3、过滤性能实验研究表明：过滤结束后BAP和SMP使滤膜的通量分别减少了69%和78%，UAP使滤膜的通量减少了82%，BAP的平均MFI-UF指数为4.37×10~3s/L2低于UAP(1.63×10~4s/L2)，SMP的平均MFI-UF指数接近于BAP，表明UAP比BAP更容易引起膜污染；蛋白质在UAP中约占45.3%，在BAP中约有12.1%，经膜过滤后UAP和BAP滤液中几乎不含有蛋白质，BAP中多糖降低了46.8%，UAP中多糖降低了26.6%；对比过滤前后溶液的荧光光谱，膜对蛋白质类化合物的截留效率高于腐殖酸和富里酸类化合物。通过比较发现SRT=30d反应器内的SMP的特性与BAP相似，说明在此操作条件下反应器内SMP中以BAP为主。4、通过分子量分布的测定，得出BAP滤液的分子量分布系数(M_w/M_n)为3.2，UAP滤液为20.9，UAP滤液分子量分布比BAP滤液更广泛，说明过滤机理不同；通过拟合经典的过滤模型对SMP、BAP和UAP的过滤进行模拟，得出BAP过滤为滤饼过滤，UAP过滤为完全堵塞，证实UAP引起膜污染的机理不同于BAP，UAP比BAP更容易引起膜污染。SMP的过滤与BAP类似，进一步证明SRT=30d的反应器内的SMP中BAP占了较大的比例。