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膜生物反应器(membrane bioreactor,MBR)作为一种高效的污水处理及回用工艺,与传统活性污泥法相比,该工艺具有高出水水质、小空间设备等优势。然而,由于微生物附着在膜表面而引起的膜污染问题,致使出水通量下降,限制了MBR的大规模推广应用。因而,MBR研究领域的重点及难点为寻求高效延缓膜污染方法,也是本研究的目的。向MBR中投加高价金属离子可有效减缓膜污染,本研究主要考察FeCl3投加量为10mg/L下对长期运行MBR的影响,研究内容及结果分为以下三方面:(1)探讨FeCl3的投加对膜生物反应器运行性能的影响。实验结果表明投加Fe3+对MBR的污染物去除及减缓膜污染效果明显。与对照组(C-MBR)对比,Fe-MBR进水中投加10mg/L FeCl3对COD,NH4+-N和TP的去除率分别提高,分别为94.5±1.3%、97.3±1.2%及89.1±1.2%。进一步研究发现,Fe3+的投加明显降低了Fe-MBR的修正的膜污染指数(modified fouling index,MFI)与跨膜压差(trans-membrane pressure,TMP)增长速率,有利于减缓膜污染。(2)考察FeCl3对污泥混合液性质的影响。运行结果表明:与对照组(C-MBR)对比,Fe-MBR中污泥混合液的污泥沉降指数(sludge volume index,SVI)有所改善,表面电荷性均升高;同时Fe3+的投加可减低微生物代谢产物含量,不但降低了溶解性微生物代谢产物(soluble microbial products,SMP)及胞外聚合物(extracelluar polymeric substances,EPS)浓度,且改变了微生物代谢产物的空间分布,其中SMP中多聚糖、紧缚的胞外聚合物(tightly bound extracellular polymeric substances,TB)和松散的胞外聚合物(loosely bound EPS,LB)的含量下降明显。(3)以进水中含有10 mg/L FeCl3的MBR为研究对象,考察三价铁离子在MBR中的分布规律。实验结果表明:Fe-MBR中铁在泥饼层及凝胶层中含量占MBR中总铁含量的12.5%和4.7%,三价铁主要分布在污泥混合液中(82.8%),且污泥混合液中铁含量分布规律为胞内>TB>LB>SMP;在运行80 d后,大部分铁离子存在于胞内(平均含量81.2%)。