该研究的核心内容包括:采用人工配水,通过实验室连续流小试研究,对MBR中的污泥膨胀过程,以及由污泥膨胀所引发系统内处理过程、反应机制、运行特性、料液理化和生物学特性,特别是对于膜污染过程所产生的的影响,进行系统深入的分析研究;结合传统微生物学和现代分子生物学实验技术对污泥膨胀的微生物学机理进行分析,对引发污泥膨胀对丝状微生物生态学变化规律,进行深入研究;结合实际试验对MBR系统内的污泥膨胀提出合理有效的解决措施.为实际工程应用中,该问题的有效解决提供理论和实际依据.丝状菌污泥膨胀现象的发生导致系统内污泥混合液粘度明显升高,同时呈现污泥活性升高,微生物代谢产生的EPS浓度降低.丝状菌污泥膨胀对MBR运行效率产生影响,一是由于丝状菌的代谢能力很强,对有机物的去除能力要高于其他微生物,在MBR中丝状菌引起的膨胀期的系统COD平均去除率为92.9%,略高于非膨胀污泥;二是MBR中丝状菌引起的膨胀期的系统NH<+><,4>-N的去除率很低,平均为44.3%.研究中结合运用荧光原位杂交(FISH)技术和醌指纹技术等分子生物学分析技术,对丝状菌引起的污泥膨胀机理,以及MBR系统内污泥膨胀过程中丝状微生物种群分子生态学变化规律进行解析.研究结果发现,MBR处理生活污水过程中,丝状菌污泥膨胀主要是由于021N型丝状细菌过度繁殖引起的;系统内发生丝状菌污泥膨胀后,微生物的种群多样性明显减少,种群分布的均匀性降低.研究通过改变不同反应器结构设置,运行参数和反应条件控制,对MBR系统内丝状菌污泥膨胀进行控制对策分析.分析认为通过向膜—生物反应器中投加流化状态填料,改善了常规MBR系统内混合液特性,提高了系统NH<,4><+>-N去除效率.结合丝状菌污泥膨胀状态下常规MBR系统内膜污染形成的一系列特点,利用流化状态填料的物理剪切作用,一方面使菌丝体破碎,另一方面使膜表面污泥层污染形成速度明显下降,从而延长了压差平缓上升期,使膜污染速率减缓,膜过滤周期延长约7-8倍,有效地解决了丝状菌污泥膨胀状态下膜污染速率提高,运行周期缩短的严重问题.