1、膜生物反應器（MBR）利用膜分離取代活性污泥法中的二沉池，保障了二級生化出水水質(zhì)的穩(wěn)定性。然而，大量研究表明懸浮液中的活性污泥及其特性是影響膜污染的重要因素，限制了MBR的廣泛應用。本文將膜分離過程與生物膜法相結(jié)合，利用生物膜系統(tǒng)中較高的生物量、較長的污泥齡與生物鏈、以及較低的上清液有機物濃度，在保證出水水質(zhì)的前提下，解析膜污染行為并研究控制膜污染的有效途徑。在不同填料條件下，考察了生物膜-MBR系統(tǒng)中生物膜含量對污染物去除與膜污染行為

2、的影響特征，系統(tǒng)分析了生物膜特性與反應器中上清液有機物成分對膜污染的相關性，識別造成膜污染的主要物質(zhì)。在此基礎上，提出了臭氧化控制上清液膜污染物質(zhì)的方法，通過側(cè)流臭氧化技術實現(xiàn)膜污染控制目標。
　　在不同生物膜/MBR（BF/MBR）系統(tǒng)中，考察填料總表面積與膜絲面積之比（R12.5:1、R25:1、R310:1、R418:1）在相同的有機物容積負荷下對污染物去除能效、膜污染發(fā)展、混合液比阻等MBR運行特征的影響。長期實驗研究結(jié)果

3、表明：填料面積差異不會導致 BF/MBR系統(tǒng)中有機物降解與氨氧化效率的顯著差異，COD與氨氮平均去除率為92％與95%。較大的填料面積會導致較高的生物量，進而造成較高的比基質(zhì)利用速率，表明較高的填料面積可在一定程度上改善系統(tǒng)中的微生物活性。不同填料面積也會影響 BF/MBR中的污泥性狀，較高的填料面積（R4）會造成懸浮污泥平均粒徑的增加，間接的提高膜表面由于污泥絮體造成的剪切力，進而在一定程度上降低膜表面顆粒的沉積速率。不僅如此，BF/

4、MBR中由于生物膜的優(yōu)勢生長，使得膜絲表面聚集的絮體結(jié)構(gòu)較為松散，形成的濾餅層孔隙率較高且厚度較小，顯著的減緩膜過濾過程中的濾餅層的形成速率。
　　BF/MBR中膜污染速率顯著低于傳統(tǒng)的MBR系統(tǒng)，且混合液比阻與上清液中的溶解性微生物產(chǎn)物（SMP）與生物高聚物簇體（BPC）呈顯著正相關。研究結(jié)果表明，較高的填料面積（R4）中跨膜壓差（TMP）增長速率顯著低于傳統(tǒng) MBR，原因主要是其中的混合液 SMP和比阻較低。對 BF/MBR中

5、混合液特性與膜污染的相關性研究表明，混合液比阻與TMP增長速率之間呈正相關，R1和R4中SMP和BPC對混合液比阻都呈顯著正相關（平均線性擬合方差分別為0.4246、0.2898），且其相關性好于傳統(tǒng)MBR（R0）。同時，當填料面積低于10:1（R1與R2）時，SMP中的蛋白質(zhì)組分是影響膜污染的主要因素。但在較高的填料面積下（R4），SMP及其組分對膜污染的影響開始減弱，而BPC成為主要的膜污染物質(zhì)，但其膜污染速率顯著降低。