动态膜生物反应器(Dynamic Membrane Bioreactor,DMBR)是一种将生物处理工艺与动态膜过滤技术相结合的污水处理技术,利用一定孔径的无纺布(Non-wovenfabric)、尼龙布(nylon fabric)等材料作为膜基材,通过在活性污泥过滤过程中形成的生物动态膜来达到近似微滤膜的过滤效果,同时动态膜上的微生物群体也可对污水中的有机物进行降解。膜污染是DMBR工艺不可避免的,向DMBR内投加颗粒物质改善污泥混合液性质,延缓膜污染的研究较多,但是少有颗粒物协同壳聚糖(Chitosan)控制动态膜污染的研究。本课题通过颗粒物/壳聚糖协同控制和延缓动态膜污染,以期为动态膜污染控制的工程实践提供实验依据。本研究通过一体式动态膜生物反应器,对引起动态膜污染的关键问题进行深入研究,主要考察了不同膜基材、颗粒物以及颗粒物协同壳聚糖对延缓动态膜污染的作用效果,同时借助反应器运行特征、污泥混合液特性以及数学表达分析研究了其对膜污染的控制作用。(1)采用两组平行运行反应器,研究两种不同膜基材(无纺布和尼龙布)对反应器运行特征以及胞外聚合物(Extracellular polymeric substances,EPS)和污染周期的比较。结果表明:以无纺布和尼龙布为基材的两个反应器中COD、TN、NH4~+-N、TP的出水均值(mg/L)分别为:28.40、6.24、2.99、0.67和23.23、5.48、2.89、0.45,且尼龙布基材反应器中EPS含量和增长速度均低于无纺布基材反应器。尼龙布表面的动态膜能有效截留,防止污染物向内层材料的渗透,依据尼龙布的亲水性,减缓疏水性物质在膜表面的累积,形成了较为疏松的泥饼层,进而有效的延长了动态膜生物反应器的稳定运行时间。(2)通过两套平行DMBR实验系统对比研究投加改性粉煤灰(modified fly ash)和粉末活性炭(powdered activated carbon,PAC)对DMBR中污泥混合液特性和运行周期的影响,并探讨其机理。结果表明:在运行过程中,投加改性粉煤灰和PAC的反应器中EPS(mg/g MLVSS)含量分别从28.66 27.85增长到100.4、67.5,Zeta电位(mv)分别从-6.3、-5.7降至-46.8、-30.0,小于10μm的微粒所占的比例分别为0.92%、0.06%,粘度分别从1.89、1.85mPa·s增加到2.92、2.35.Pa·s,并且投加PAC的反应器的运行周期比投加改性粉煤灰的反应器的运行周期延长1/3。投加PAC延缓动态膜污染作用优于投加改性粉煤灰,PAC和改性粉煤灰都具有很好吸附性能,对引起膜污染的物质能有效吸附,污泥性能得到明显的改善,在膜基材表面的“骨架”作用,有效延缓了膜污染。(3)在DMBR中同时投加壳聚糖和颗粒物来研究其对动态膜污染的延缓作用,通过常规指标以及污泥性能指标,建立数学表达,分析颗粒物/壳聚糖对动态膜生物反应器膜污染的协同控制作用。颗粒物和壳聚糖联用后的反应器中出水水质均达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)》一级A排放标准,且相比于只投加颗粒物的反应器中TN、TP的去除率高出近5%、10%;EPS增长缓慢,且多糖对DMBR污染的贡献小于蛋白质的(rp=0.895,rp=0.992);污泥性能的其他指标(粒径、EPS、粘度、Zeta电位)在延缓动态膜污染的效果均是颗粒物和壳聚糖联用的效果要优于只投加颗粒物的。通过建立数学表达,模拟计算的结果(R~2=0.9943,R~2=0.9873,R~2=0.9869,R~2=0.9916)显示在A/O-DMBR工艺中投加颗粒物/壳聚糖对减缓膜污染沉积层的堵塞情况,延长膜过滤周期的作用优于只投加颗粒物的反应器。