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膜生物反应器是一种将膜分离作用和生物处理作用相结合的高效水处理技术,它的微生物降解效率和出水水质都远远优于传统的污水处理工艺。但是,由于膜组件昂贵并且易受到污染等技术问题制约了它在污水处理工程中的大规模推广与应用。自生动态膜生物反应器针对膜生物反应器的缺点应运而生,它采用廉价的膜组件,通过微生物在膜片表面的动态富集起到高效截留并去除水中污染物的作用。其有大幅度降低膜组件造价,出水水质好、通量大、污染控制容易和清洗简单等优点。无论从动态膜生物反应器的经济价值上还是实用性分析研究,动态膜技术已经成为研究膜反应器方面的一个关注重点。本文以高效且迅速的角度作为研究的出发点,分析自生动态膜反应器在短程的水力停留时间和污泥停留时间下处理生活污水的效果,以确定反应器运行的最佳短程工艺条件。并进一步通过分析膜表面阻塞程度、膜材料组成元素的变化和胞外聚合物的累积情况,研究膜组件随水力停留时间延长的污染状况。 本研究首先通过逐渐添加营养和间歇曝气的方式对活性污泥进行驯化,使活性污泥趋于稳定状态,并培养优势菌种。经过驯化之后,污泥浓度维持在2800~3200mg/L之间,混合液挥发性悬浮固体维持在2100~2300mg/L之间。污泥体积指数维持在90~130mg/L。当试验进入稳定运行阶段后,对比水力停留时间分别为2h、3h、4h、5h时,自生动态膜反应器对生活污水中COD、NH4+-N、TP的去除效果。并采用SPSS软件对数据进行多变量线性分析确定最佳水力停留时间和污泥停留时间。结果表明:系统最佳水力停留时间为4h,污泥停留时间为7d。在最佳条件下,自生动态膜反应器对生活污水中COD、NH4+-N、TP的平均去除率均比较理想,分别为80.48%、93.97%、71.08%。之后分析膜组件污染状况。通过对单片膜组件进行电镜扫描和元素分析发现,不锈钢膜中的铁元素不断减少,活性污泥中钙元素不断增加,进一步证明随着水力停留时间的延长,膜孔的堵塞程度逐渐加深。同时,深入分析胞外聚合物中紧密粘附层和松散附着层中蛋白质和多糖随含量随时间的积累状况。结果表明胞外聚合物随着水力停留时间的增大而不断累积。