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动态膜生物反应器(Dynamic Membrane Bio-Reactor, DMBR)是近年来兴起的水处理新工艺,利用过滤过程中在大孔径网膜表明形成的污泥层起到截留和固液分离作用。它解决了传统膜生物反应器膜组件成本高、动力消耗大等问题,具有较高的研究价值和发展前景。在动态膜过滤的过程中,溶液中过滤物在一定水头差的作用下被截留或吸附在膜表面形成滤饼,当泥饼层达到一定厚度造成膜通量的下降及过膜压力的上升,这一现象称为动态膜的膜污染。滤饼层虽然会使能耗增大,但有助于对小粒子的截留,提高过滤分离性能,与常规微滤膜相比,它的渗透性也更好。但与传统膜生物反应器一样,膜污染问题仍然是限制其发展的重要瓶颈。本研究应用动态膜原理,以90μm孔径的尼龙筛网材料构成一体式DMBR处理模拟城市生活污水,研究发现初始通量与动态膜形成速度呈正相关。在污泥浓度为4500mg/L、膜通量为10L/(m~2·h)的条件下,稳定运行后,动态膜生物反应器系统对COD、氨氮平均去除率为92.4%、93.1%,其中动态膜对COD、氨氮平均去除率为7.6%、7.2%。说明动态膜生物反应器对污染物质的去除主要依靠活性污泥混合液,动态膜的生物降解作用也能去除小部分污染物质。污泥的胞外聚合物(EPS)主要由蛋白质和多糖组成,蛋白质与多糖在污泥内积累。电子显微镜镜检观察污泥混合液中的生物相也随运行时间发生变化,反应器运行过程中混合液活性污泥发生膨胀,后期大量污泥解体,通过傅里叶红外FTIR检测出动态膜膜面的主要污染物质是多糖和蛋白质。探讨了正常污泥、膨胀污泥和解体污泥动态膜形成和膜污染特点,通过比较EPS、相对疏水性(RH)、污泥混合液粘度(μ)、Zeta电位、接触角这些物化性质来定量研究膜污染机理,并通过过滤阻力试验测试污泥阻力分布。研究结果表明,正常污泥的过滤周期较长,膨胀污泥形成动态膜的时间最短,相同时刻解体污泥的过滤阻力最大,膨胀污泥由于丝状菌累积导致较厚的泥饼层和严重的膜污染;解体污泥由于胶体颗粒和可溶性物质沉积在膜面堵塞膜孔,使有效过滤面积减小;而正常污泥膜污染形成缓慢,抗污染性能最好。EPS含量和组成以及污泥形态是决定污泥性质并影响动态膜生物反应器膜污染的主要因素。