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膜-生物反应器(MBR)作为膜分离与生物技术相结合的新型高效污水处理工艺,在工业和市政废水处理、污水再生利用中得到了越来越多的应用。但是,从污水处理厂的维护和运行成本上考虑,膜污染及其引起的后果限制了MBR的推广。因此,通过一定的方法减缓膜污染,延长膜的使用寿命,降低MBR的运行成本,对进一步推广MBR的应用具有重要意义。本文以处理模拟生活污水的浸没式平板膜-生物反应器为依托,考察了钙离子胁迫下MBR中污泥性质的变化及其对膜污染的影响机制,探讨了借助钙离子的调配延缓膜污染的可行性,主要研究内容及结果如下:(1)通过将进水调配成30 mg/L、200 mg/L和500 mg/L三种不同的钙离子浓度,考察了钙离子对短期膜污染的影响。结果表明,随着钙离子浓度的增加,跨膜压差(TMP)增长趋势变小,膜污染得到缓解;钙离子浓度为200 mg/L时,膜的渗透性最好,而过高的钙离子浓度并不利于降低膜污染。钙离子的投加强化了生物絮凝作用,可以降低溶解性微生物代谢产物(SMP)和松散结合型EPS(LB-EPS)的含量,主要通过降低外部阻力减缓膜污染;同时,钙离子的投加也增加了絮体的大小,较大的絮体形成的泥饼有更好的过滤性。然而,过高的钙离子浓度会使无机颗粒的量增加,造成平均粒径下降,加重了内部污染,进而加剧膜污染。(2)在钙离子投加量为200 mg/L的条件下,考察了SRT为10 d、20 d和30 d时污泥性质以及膜污染的变化。结果表明,钙离子投加浓度为200 mg/L时,延长SRT对出水水质的影响不大,但是却有助于延缓膜污染。从阻力分布上看,膜污染的缓解主要是由于外部阻力的降低引起的。SRT从10 d延长至30 d时,SMP的浓度明显降低,这与膜污染的变化趋势有很好的相关性。延长SRT有助于钙离子的累积,累积的钙离子在引起MLVSS/MLSS值降低的同时也强化了生物絮凝作用,促进了较大絮体的形成。污泥混合液中累积的钙离子主要存在于结合型EPS(BEPS)中,累积的钙离子把SMP中带负电荷官能团的多糖吸附到了BEPS中,从而导致了较长SRT下SMP浓度的降低和BEPS浓度的增加。(3)维持总的二价阳离子投加浓度为200 mg/L,考察了钙镁配比分别为3:1、1:1和1:3时污泥性质以及膜污染的变化。结果表明,维持总的二价阳离子投加浓度为200 mg/L,改变钙镁配比对出水水质的影响不大,然而,较高的钙镁配比更有助于缓解膜污染。从阻力分布上看,膜污染的缓解主要是由于外部阻力的降低引起的。钙镁配比从3:1降低到1:3时,SMP的浓度明显增加,这与膜污染的变化趋势有很好的相关性。相对于镁离子,钙离子更易于强化生物絮凝作用,促进较大污泥絮体的形成。