膜生物反应器中EPS的生成与影响

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污水处理技术随着社会的需求在不断发展、改善和进步。由于排水标准的不断提高和土地成本的不断增加,膜生物反应器以其高效、优异的处理效果以及低占地面积日益受到重视,但膜污染是限制MBR更广泛应用的因素之一。 胞外聚合物是在一定环境条件下由微生物分泌于细胞外的天然高分子化合物,由于其在菌体外所处的特殊位置及其特定的化学组成,使之成为影响细菌表面特性的重要因素。在污水生物处理过程中污泥絮体的絮凝和沉降性能的好坏对污水处理效果至关重要,微生物产生的胞外聚合物是活性污泥絮体的核心,是污泥絮体的主要组成部分。因此,在污水生物处理系统中EPS的存在对污水处理效果起着重要的作用;从另一方面看,由于EPS与膜污染有着重要联系,因此EPS对膜生物反应器运行效果的影响也至关重要。 本课题从胞外聚合物生成量的影响因素入手,详细讨论了膜生物反应器中溶解氧、pH值、污泥浓度、营养物质比例等因素对EPS产生量的影响,以及这些因素影响下EPS对膜污染的影响;并对30d连续稳定运行周期内EPS总量、多糖和蛋白质生成量变化和对膜污染的影响进行了研究。以期为膜生物反应器在保持良好处理效果前提下长期稳定运行,有效减缓膜污染提供必要的理论基础。 研究表明,随着DO升高,多糖、蛋白质及EPS的含量均缓慢增加,膜出水压力随着EPS、多糖、蛋白质的增加而减小。DO在低于2.5mg/L时,微生物由于溶解氧的限制产生的蛋白质含量较低,而降低了细胞壁的疏水性,同时曝气的冲刷作用与气体在膜表面的剪切作用不足,导致膜污染的加剧。 进水有机物浓度不变的情况下,随着污泥负荷的降低,污泥的胞外聚合物随之增加。在污泥浓度较低的情况下,污泥浓度对膜污染的影响较小,调节膜生物反应器的工艺参数才是减轻胞外聚合物引起膜污染的最佳思路。 pH对EPS的产生有着显著的影响。膜生物反应器在运行过程中宜使活性污泥处于中性或稍偏碱性的环境中,既可以保证污泥具有良好的沉降性能,又可有效的减缓膜污染。 随着进水C/N值的提高,EPS总量和多糖含量随之增加,但各种成份的含量变化并不大,膜出水压力处于不断增加的状态,C/N值高于100/5之后增加迅速。 系统连续30d稳定运行的情况下,膜出水抽吸压力呈不断增大趋势。多糖和蛋白质的量虽都呈增长趋势,但在反应器运行前期(10d),多糖的增长速率较蛋白质要快,而在反应器运行后期,多糖的增长速率明显低于蛋白质;同时,在运行初期,膜出水抽吸压力增长迅速,运行后期增长缓慢。在膜生物反应器运行初期,应选择多糖产量较低的工艺设计参数来减轻吸附性膜污染。
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