不同材质的膜组件,由于材质、孔径、厂家的不同,在处理相同废水中表现出来的分离特性、膜水通量、耐污染性、膜水通量衰减系数等均可有所不同,本课题依据MBR反应器的设计原则,探索和开发一种技术合理、经济可行的膜生物反应器,通过对不同膜材质的一体式膜生物反应器在生活污水中运行状况,探求膜生物反应器对生活污水的处理效果和减缓膜污染的最优运行方式,探求合适的操作条件与工艺参数,提高膜组件的处理能力和运行稳定性,为工程推广使用提供参考。试验研究表明:不同膜材质的膜形成的污染层结构程度是不同的。1#PP膜的抗污染性优于2#PVDF膜。利用通量阶梯式递增法,对两种不同材质的膜的临界通量进行了对比,得出1#PP膜的临界区域为5～6.25L/(m~2·h),2#PVDF膜的临界区域为8.76～10.51L/(m~2·h)。为了优化MBR运行条件,课题所进行正交试验研究,结果表明测定的临界通量可用。通过对膜污染影响因素污泥浓度(MLSS)及胞外聚合物(EPS)的分析,可知1#膜和2#膜的压力增长速率随污泥浓度的变化趋势一致,1#PP膜增长速率低于2#PVDF,说明不同材质的膜组件在相同运行条件下,膜污染的速度不同;对MLSS的控制,应综合考虑污水水质、水量、膜组件形式和处理效果及处理能力等而定,同时维持污泥负荷在相对较低的水平,以求达到最佳的处理效果。混合液中EPS总量比上清液中高,说明膜在混合液中更具污染倾向,且在混合液中多糖的含量显著高于蛋白质,多糖是一种亲水性高分子物质,更易于附着在膜孔及表面上形成凝胶层,堵塞膜孔,减少膜的有效过滤面积,导致通量下降,形成不可逆膜污染。EPS的积累影响膜污染的程度。在本试验条件下,SVI的值在正常范围内,污泥的活性和沉降性能良好,且EPS的含量与SVI成负相关的关系。通过不同材质的膜组件对生活污水的去除效果对比试验研究,并探讨其去除机理,得出在本试验条件下,两种不同材质膜组件对COD平均去除率均在为85%以上,对氨氮的去除效果表现大致相同均在98%以上;对浊度的去除率均可达98%以上,差别不是很大,且出水浊度完全优于国家再生水回用标准且1#PP膜对主要污染物的去除效果略优于2#PVDF膜。通过设计正交试验方案,研究了膜通量、抽吸时间、停抽时间和曝气量操作参数对膜污染的影响,结果表明若膜通量维持在临界通量以下,污泥颗粒不易在膜表面聚集沉积,膜抽吸压力保持稳定,膜污染不发生或者发展非常缓慢;缩短抽吸时间或延长暂停时间和增加曝气量均有利于减缓膜污染,综合考虑产水量的大小和膜运行的长期稳定性,得出在本试验条件下最佳组合操作条件为在本试验条件下得出的最佳组合的运行条件是:膜通量5 L/(m~2·h),抽吸时间8min,停抽时间2min,曝气量0.6 m~3/h。4个因素中膜通量对膜抽吸压力增长速率的影响最大,其次为抽吸时间、停抽时间,曝气量最小。