膜生物反应器耦合侧流反应(MBR-ASSR)工艺是好氧/沉淀/厌氧(OSA)的改进工艺,其中OSA工艺是污水厂实现污泥过程减量的最常用的一种技术。本文主要研究不同侧流比(SR)对污染物去除效果、污泥减量及膜污染的影响,采用三维荧光(3D-EEM)和凝胶色谱(GPC)等仪器分析方法解析DOM的迁移转化规律,并分析MBR-ASSR工艺的好氧单元、ASSR单元和膜面各部分的微生物种群,解析不同SR对各单元微生物种群多样性的影响。在三套MBR-ASSR和对照组MBR中,化学需氧量(COD)和氨氮去除效果均较好,其中COD和氨氮去除率分别达到82%和98%以上,TN去除率均不高,但是呈现出随着SR从20%增加到100%,去除率升高的现象。通过ORP和p H的测定说明ASSR单元能够为污泥减量提供稳定的厌氧环境和反硝化作用的条件。在各套反应器中,SR为0%、20%、50%和100%的Yobs分别为0.1353,0.1272,0.1126和0.068kg SS/kg COD,污泥产率系数(Yobs)随SR增大而降低,与对照组相比污泥减量率分别为5.99%,16.77%和49.74%。通过测定含氮物质和有机物迁移变化,发现ASSR单元具有污泥溶胞、含氮物质释放和发硝化作用等共存现象。ASSR单元出水上清液TN和NOx--N随着SR的增加而增加,氨氮呈现相反的变化趋势。经过缺氧池和好氧池后,有机物被分解利用,COD和蛋白质浓度呈现出递减的规律,经过ASSR单元的厌氧环境后,污泥溶胞使COD和蛋白质浓度均升高,并且SR越大,浓度变化越小。通过计算不同SR条件下二次基质的释放,发现SR为20%、50%和100%时,ASSR单元中污泥溶胞释放的SCOD含量分别为3084、4349和5230mg/d,随着SR的增大,单位时间内有机物溶出量越多。从分子量分布水平上发现在缺氧池中大分子物质逐渐消失,逐渐转变成小分子物质,由于溶胞作用ASSR单元有大分子物质的溶出,并且随着SR的增加,水样中溶解性有机物(DOM)的分子量分布变宽。由物质荧光特性分析沿程物质变化时发现,DOM中均含有三个主要峰,分别表示色氨酸、腐殖酸和富里酸,其中色氨酸类物质在ASSR段出水中变化最为明显,并随着SR的增大,色氨酸类芳香族蛋白质的强度变化减小,其次是腐殖酸变化,变化最不显著的是富里酸类物质。污泥沉降性能和胞外聚合物(EPS)特性是引起膜污染的主要原因,SVI>150m L/g时,膜污染速率是SVI<150m L/g的4倍,具有厌氧回流的污泥沉降性能差,跨膜压差(TMP)的升高会加速。Slime和LB-EPS是引起膜污染主要因素,其中蛋白质对膜污染的贡献比多糖类物质大。EPSp/EPSc与膜污染呈现正相关性,TB-EPS/LB-EPS呈负相关性。ASSR单元,蛋白质主要存在与TB-EPS中,其中LB-EPS和TB-EPS随着SR的增大而呈现增大的趋势,Slime-EPS略有下降;分析膜面污染物质Slime-EPS、LB-EPS和TB-EPS中的TOC、蛋白质和多糖,随着SR的增大,单位膜面积上的比例升高;蛋白质是形成滤饼层的主要物质。ASSR单元的引入会改变微生物的种群分布,并创造有利于污泥减量有关的微生物生长环境。在MBR-ASSR中ASSR单元与有机物降解有关的菌(Chloroflexi、Acidobacteria、Chlorobi、Verrucomicrobia和WCHB1-60)的相对丰度更高,与有机物降解有关的菌Acidobacteria和Anaerolineae均随着SR的增大而增大。SR影响膜面微生物分布,其中以Chlamydiae变化最为明显。与污泥减量有关的慢生菌、发酵菌和捕食菌在ASSR单元均有发现,相对丰度较SR为0%时更高。AOB的相对丰度随着SR的增大而增大,NOB变化不大,反硝化菌属Denitratisoma随着SR的增大而减小。