复合式膜生物反应器泥饼层中EPS含量及其与膜污染关系.pdf

复合式膜生物反应器泥饼层中EPS 含量及其与膜污 染的关系1 吴成泽，刘永军，杜于蛟，刘强 西安建筑科技大学环境与市政工程学院，陕西西安（710055 ） E-mail: wlxq100@ 摘 要：对复合式膜生物反应器出水水质以及泥饼层中 EPS 含量进行长期监测，进一步研 究了EPS 含量与膜污染的关系。结果发现，泥饼层中EPS 含量随着时间的推移逐渐增多， 与膜污染呈明显的正比关系，其中致密性EPS 的含量远高于松散性EPS 含量，EPS 在泥饼 层中的积累是造成膜污染的重要因素之一。 关键词：复合式膜生物反应器；泥饼层；胞外聚合物；膜污染 1. 前言 膜生物反应器（MBR ）是一种将膜分离单元和生物处理单元结合的新型水处理技术， 近年来受到越来越广泛的关注[1] 。然而，膜污染一直是影响膜分离技术推广应用的主要因素 之一[2] 。因此研究膜污染的原因，寻求减少膜污染，快速恢复膜通量的方法和对策对推广膜 分离技术非常重要。 造成膜污染的主要是两大类物质：第一类是固体颗粒物（SS），主要是污泥的微絮体， 这类物质在膜表面沉积形成污泥层，形成可逆污染[3] ；第二类是微生物代谢产物，主要为溶 解性微生物产物（SMP ）和胞外聚合物（EPS ），这类物质会被吸附到膜表面形成凝胶层， 甚至侵入膜孔内，占居膜内表面，造成不可逆污染[4] 。然而，由于膜污染问题的复杂性，人 们对这两类污染物所起的作用的认识仍有分歧。有研究表明，造成膜污染的主要物质是 [5] [6] EPS ，膜过滤阻力的 50%是 EPS 造成的 ；但也有研究表明，膜过滤阻力的 65%是来自 SS， 可溶性物质的影响是次要的[7] ；还有研究认为，SS 和可溶性有机物对膜污染的影响都不重 要，而胶体物质应当是主要的膜污染物[8] 。对膜污染物质及其作用的认识往往影响到对膜污 染机理的描述，这目前仍是关于膜污染问题研究的一个重要方面。 本实验采用西安市北石桥污水净化中心曝气沉砂池末端水为处理的原水，研究利用复合 式膜生物反应器处理实际污废水的过程中，EPS 在泥饼层中的变化情况及其与膜污染的关 系。 2. 材料与方法 2.1 实验装置 本实验所采用的复合式膜生物反应器如图 1 所示。所采用的膜及其参数见表 1。 表 1 膜组件及其参数 工作 孔径 膜面积 内径 外径 膜壁厚 工作压力 工作流量 外形尺寸 构型 材质 方式 （µm） （㎡） （mm ） （mm ） （µm） （KPa ） （L/m2 ·h） （mm ） 中空 抽吸 PVDF 0.2 20 0.6 1.0 150 20-50 10-12 530×450×1010 纤维 1本课题得到国家自然科学基金重点资助项目：《西部干旱缺水地区水资源再生利用研究》，编号 的资助。 - 1 - 8 7 9 6 1 2