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膜-生物反应器(Membrane Bio-Reactor,MBR)是高效膜分离技术和传统活性污泥法相结合的一种新型水处理工艺,但应用过程中的膜污染问题始终未得到很好解决。为此,本论文尝试改变MBR系统中的污泥形态,将好氧颗粒污泥引入MBR组成膜-好氧颗粒污泥生物反应器(Membrane Granular Sludge Bio-Reactor,MGSBR)处理模拟生活污水,在研究MGSBR对生活污水中COD和NH4+-N脱除效果、探讨MGSBR处理废水可行性的基础上,较系统、深入地研究了MGSBR中好氧颗粒污泥的特性及不同污泥形态对膜污染的影响,目的在于确定优势膜污染物质,控制膜污染。主要研究结果如下:1.采用MGSBR处理模拟生活污水,以厌氧颗粒污泥转化而成的好氧颗粒污泥为接种污泥,考察在不排泥条件下MGSBR系统对污染物的去除效果。结果表明:MGSBR表现出良好的COD去除效果, COD去除率可以稳定在95%,其中微生物的COD去除率为75%,但硝化反硝化能力不佳,有待通过系统运行条件的优化得到改善。2.较长期的运行发现MGSBR中好氧颗粒污泥特性发生了变化。好氧颗粒污泥的颜色由金黄色或黄色变为暗黄、灰白和黄色等,平均粒径减小,大于1 mm的好氧颗粒污泥浓度降低,并趋向于小粒径化。好氧颗粒污泥沉降性能较差,静水沉降速率降低。好氧颗粒污泥表面杆菌和原生动物消失。接种污泥内部的球菌消失,以杆菌为主。3. MGSBR中好氧颗粒污泥活性成分降低,OUR下降。与絮状污泥MBR中絮状污泥比较发现,在相同操作条件下,好氧颗粒污泥的VSS/SS总体上比絮状污泥高,其OUR低于絮状污泥,但好氧颗粒污泥的OUR降低幅度则小得多,表明颗粒污泥对外界环境条件的变化有较强的适应能力。4.单位吸附时间内,单位膜面积上吸附的污泥、溶解性有机物和胶体量均随运行时间的延长而增加。运行期间前两种物质的吸附趋于饱和,而胶体吸附则持续增加。膜面吸附的污泥主要是反应器运行过程中产生的絮状污泥。5.通过对污泥混合液不同组分进行分离,考察了各组分对膜污染的影响。结果表明:在反应器运行的前10 min内,混合液不同组分对膜污染的影响效果从大到小依次为SS、胶体和溶解性有机物,其中因SS而降低的膜通量占总的下降的膜通量的88.83%。480min时,污泥混合液中各组分对膜污染的影响从大到小依次变为胶体、SS和溶解性有机物,此时,胶体对膜污染的影响效果高达54.10%。6.对MGSBR中的污染膜采用先酸洗后次氯酸钠洗的清洗方式可获得良好的清洗