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近年来随着社会快速发展,污水治理量大幅度上升。活性污泥法因自身处理效果好、运行与维护方便等优势,被广泛应用于污水处理领域之中,活性污泥产量显著增加。减量化作为污泥处理的首要要求,也是当今污泥处理的主要解决方向。与传统污泥减量方法相比,膜生物反应器(MBR)具有易维护、低污泥负荷、高生物量、高截留率等优点,在污泥处理领域极具潜力。同时,能量解偶联与MBR高截留率与高生物性优势相结合,是极具前景的污泥减量化处理途径。但,能量解偶联能否有效实现膜污染控制,目前国内外尚无有关研究,本课题创造性利用3,3’,4’,5-四氯水杨酰苯胺(3,3’,4’,5-Tetrachlorosalicylanilide,TCS),结合重力流MBR(GDMBR)开展了TCS调控缓解膜污染,强化其污泥处理效能研究。本课题构建了TCS-GDMBR,考察污泥减量化效果及对产水的水质影响。结果表明,投加TCS的GDMBR出水水质未受到显著影响:COD去除率稳定在84%,对有机物处理效果几乎不产生影响,脱氮效果虽受到一定程度影响,但出水水质仍符合《城市杂用水水质标准》(GB/T18920-2002),资源化回收程度高;同时,利用TCS,TCS-GDMBR使得污泥混合液微生物新陈代谢解偶联,大幅度降低污泥生物量、污泥浓度及污泥产率,能够起到良好的污泥减量效果。其次,课题研究了解偶联剂TCS对污泥混合液的影响。结果表明,TCS能够显著影响污泥形态,使污泥呈现细小均匀的松散态;同时,TCS会小范围促进污泥混合液溶解性微生物产物(SMP)的释放。但,微生物胞外聚合物(EPS)经历了先上升、后下降变化趋势,最终趋于大幅降低,这表明TCS的投加能够抑制EPS的分泌,这也是污泥颗粒粒径减小及膜污染得以缓解的主要原因之一。此外,本文探讨了能量解偶联-GDMBR出水通量、滤饼层性质及膜污染机理。结果表明:TCS投加使得GDMBR通量提高近1倍,显著减小膜阻力,且膜阻力中滤饼层阻力与可逆阻力所占比重高,膜污染可逆性较强。此现象,主要是由于TCS显著减少了污泥混合液及滤饼层EPS分泌情况,导致滤饼层EPS粘附大幅减小,降低了膜表面滤饼层厚度,阻止了EPS在膜表面发生聚集、堵塞膜孔。然而,TCS的投加会使得GGDMBR通量稳定周期增长,且运行过程中存在较为明显波动,这一情况是由于TCS的投加影响了污泥混合液中微生物的增长,污泥混合液与滤饼层内ATP含量大幅度降低,从而削弱了生物滤饼层生物作用。综上可知,在GDMBR内投加TCS能够在不影响出水水质的情况下有效实现污泥减量化,同时可以通过TCS实现对GDMBR内污泥混合液EPS分泌及滤饼层性质的调控,从而显著缓解膜污染、提高出水通量。