（市政工程专业论文）膜生物反应器中EPS的生成及其对膜污染的影响.pdf

山东建筑大学硕士学位论文 摘要 污水处理技术随着社会的需求在不断发展、改善和进步。由于排水标准的不断提高 和土地成本的不断增加，膜生物反应器以其高效、优异的处理效果以及低占地面积日益 受到重视，但膜污染是限制m b r 更广泛应用的因素之一。尽管污泥絮体中胶体物质和 微生物絮凝体对膜污染起着重要的影响，但微生物产生的胞外聚合物e p s 被认为是膜污 染的主要因素。因此研究e p s 生成的影响因素及e p s 总量及各组份对膜污染的影响能够 为反应器的稳定运行，实现膜反应器的高效生物处理提供一定的理论基础。 本课题从胞外聚合物生成的影响因素入手，讨论了不同浓度梯度时的溶解氧和污泥 浓度以及p h 和c n 的改变对e p s 生成量的影响，并分析了e p s 各组分e p s s 、t b 、l b 的变化对膜污染的影响，实验结果表明： 1 在溶解氧的3 个浓度梯度，污泥混合液中e p s s 的浓度随着溶解氧浓度的增大而增 加；l b 和t b 中蛋白质、多糖、蛋白多糖( p c ) 的值均随着曝气量的加大，呈现先减少后 增加的趋势；随着曝气量的加大，e p s s 占总e p s 的比例升高，l b 和t b 的比例降低。 2p h 对e p s 的产生有着显著的影响。膜生物反应器在运行过程中宜使活性污泥处于 中性或稍偏碱性的环境中，既可以保证污泥具有良好的沉降性能，又可有效的减缓膜污 染。 3 在不同的污泥浓度条件下，e p s s 的浓度随着污泥浓度的增加而先减少后增加；污 泥混合液中l b 和t b 中蛋白质、多糖及p c 的值均随着污泥浓度的增大而增加；并且随 着污泥浓度的加大，l b 占总e p s 的比例升高。 4 随着进水c n 值的提高，e p s 总量和多糖含量随之增加，但各种成份的含量变化 并不大，膜出水压力处于不断增加的状态，c n 值高于1 0 0 5 之后增加迅速。 5 混合液中的e p s s ( 主要成分是多糖) 与膜污染速率的相关性很差，说明了e p s s 可 能不是影响膜污染的唯一因素，即在污泥浓度升高时还有别的因素影响着膜污染的速率。 l b 和t b 及其各组成成分和膜污染速率的线性关系很好，但由于结构原因，认为t b 与 膜污染关系不大，l b 对膜污染贡献较大。 关键词：膜生物反应器，胞外聚合物，活性污泥，膜污染 山东建筑大学硕士学位论文 t h ep r o d u c t i o na n dt h ee f f e c to fe x t r a e e l l u l a rp o l y m e r i cs u b s t a n c e s o nm e m b r a n e f o u l i n gi nm e m b r a n eb i o r e a c t o r c h a n gl i n ( m u n i c i p a le n g i n e e r i n g ) d i r e c t e db yy a n gy i f e i a b s t r a c t w i t ht h ei n c r e a s eo fr e q u i r e m e n ti nt h es o c i e t y , t e c h n o l o g i e so fw a s t e w a t e rt r e a t m e n t h a v ed e v e l o p e dq u i c k l y a st h ec o n s t a n ti m p r o v e m e n to fd r a i ns t a n d a r da n dt h ec o n s t a n t i n c r e a s eo fc o s to fg l e b e ，m e m b r a n eb i o r e a c t o rh a sb e e na t t a c h e di m p o r t a n c ef o ri t sh i g h e r e f f i c i e n c ya n dl e s sd e m a n do fg l e b e b u tm e m b r a n ef o u l i n gi so n eo ft h er e a s o n so fw i d e a p p l i c a t i o no fm b r a l t h o u g ht h es l u d g ef l o c so fc o l l o i d a lf l o cm a t e r i a la n dm i c r o - o r g a n i s m s p l a ya ni m p o r t a n to nm e m b r a n ef o u l i n g ，e p si sc o n s i d e r e dam a j o rf a c t o ri nm e m b r a n e f o u l i n g r e s e a r c ho nt h ei m p a c to ff a c t o r st h a tg e n e r a t ee p sa n d e p so ft h eg r o u p si m p a c to n m e m b r a n ef o u l i n gc a np r o v i d eat h e o r e t i c a lb a s i sf o rt h es t a b l eo p e r a t i o no fr e a c t o ra n dt h e m e m b r a n er e a c t o rt oa c h i e v ee f f i c i e n tb i o l o g i c a lt r e a t m e n t t h et o p i co b t a i n e df r o mt h ei n f l u e n c ef a c t o r so ft h ee p s ，d i s c u s s e dt h ee f f e c to fd o ， s l u d g ec o n c e n t r a t i o n ，p ha n dc no nt h eq u a n t i t yo ft h ee p s t h e na n a l y i n gt h ec h a n g eo f e p s s ，t b ，l bf i l m so nt h ei m p a c to f m e r n b r a n ef o u l i n g t h ee x p e r i m e n t a lr e s u l t ss h o wt h a t ： 1i nt h r e ec o n c e n t r a t i o n so fd i s s o l v e do x y g e ng r a d i e n t ，e p s sc o n c e n t r a t i o ni n c r e a s e sw i t h t h ei n c r e a s eo fd o t h ev a l u eo f p r o t e i n ，p o l y s a c c h a r i d ea n dp ci nt ba n dl bi n c r e a s e da f t e r t h ef i r s td e c r e a s ew i t ht h ei n c r e a s eo fd o t h ep r o p o r t i o no fe p s si n c r e a s e dw i t ht h ei n c r e a s e i nd ow h i l er e d u c t i o ni nt h ep r o p o r t i o no f t ba n dl b 2p hi n f l u e n c et h eq u a n t i t yo fe p sr e m a r k a b l y w h e nt h ea c t i v a t e ds l u d g eg r o wi n n e u t r a l i t yo ru n d e rl e a n i n ga l k a l i n i t ye n v i r o n m e n t ，t h ea c t i v a t e ds l u d g ew i l lh a v eg o o ds e t t l i n g p r o p e r t y , a n dm e m b r a n ef o u l i n gc a l lb ec o n t r o l l e de f f e c t i v e l y 3i nc o n d i t i o n so fd i f f e r e n ts l u d g ec o n c e n t r a t i o n ，e p s sc o n c e n t r a t i o ni n c r e a s e da f t e rt h e f i r s tr e d u c t i o nw i t ht h ei n c r e a s eo fs l u d g ec o n c e n t r a t i o n t h ev a l u eo fp r o t e i n ，p o l y s a c c h a r i d e i i 山东建筑大学硕士学位论文 a n d ci nt ba n dl bi n c r e a s e dw i t ht h ei n c r e a s eo fs l u d g ec o n c e n t r a t i o n a n dw i t ht h e i n c r e a s eo fs l u d g ec o n c e n t r a t i o n , t h ep r o p o r t i o no fl bi n c r e a s e dt o o 4w i mt h ei n c r e a s eo fc n ，t h et o t a lq u a n t i t yo fe p sa n dp o l y s a c c h a r i d ei n c r e a s e d ，b u t t h eq u a n t i t i e so fa l lk i n d so fe l e m e n t sa l m o s tu n c h a n g e d ，b u tt h ep r e s s u r ei nt h em e m b r a n ef o r e f f l u e n c ei n c r e a s e dc o n s t a n t l y t h ep r e s s u r ei nt h em e m b r a n ef o re f f l u e n c ei n c r e a s e dr a p i d l y w h e nt h ec ne x c e e d e dl0 0 5 5t h ep o o rr e l e v a n c eo ft h ee p s sa n dm e m b r a n ef o u l i n gr a t ei l l u s t r a t e st h ei m p a c to f e p s sm a yn o tb et h eo n l yf a c t o r i nm e m b r a n ef o u l i n g , w h e nt h es l u d g ec o n c e n t r a t i o n i n c r e a s e dt h e r ea r eo t h e rf a c t o r sa f f e c t i n gt h er a t eo fm e m b r a n ef o u l i n g t h er a t eo fm e m b r a n e f o u l i n ga n dl bh a v eag o o dl i n e a rc o r r e l a t i o na n dt h e r ei sag o o dl i n e a rc o r r e l a t i o nb e t w e e n t h er a t eo fm e m b r a n ef o u l i n ga n dt bt o o h o w e v e r , b e c a u s eo f t h es t r u c t u r a lr e a s o n s ，t bm a d e l a r g e rc o n t r i b u t i o nt om e m b r a n ef o u l i n gt h a nt b k e yw o r d s ：m e m b r a n eb i o r e a c t o r ， e p s ，a c t i v a t e ds l u d g e ，m e m b r a n ef o u l i n g i i i 原创性声明 本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究取得的成 果。除文中已经注明引用的内容外，论文中不含其他人已经发表或撰写过的研究成果， 也不包含为获得山东建筑大学或其他教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研 究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的法律责 任。 学位论文作者签名：翌迭日期递：呈 学位论文使用授权声明 本学位论文作者完全了解山东建筑大学有关保留、使用学位论文的规定，即：山东 建筑大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和磁盘，允许论文被 查阅和借阋。本人授权山东建筑大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库 进行检索，可以采用影印、缩印或其它手段保存、汇编学位论文。 保密论文在解密后遵守此声明。 学位论文作者签名： 导师 签名： 童丛日期进丛 拇日期掣 山东建筑大学硕士学位论文 1 1 研究背景和意义 第1 章绪论 随着社会经济的发展和人口的增长，水资源短缺已经成为一个全球化的问题，而我 国的缺水形势尤其严峻。我国人均水资源量只相当于世界人均水资源量的1 4 ，是世界人 均水资源极少的1 3 个国家之一。在全国6 0 0 多座城市中，有近4 0 0 座城市缺水，其中严 重缺水的城市达1 3 0 多个。与此同时，水环境污染日趋严重。全国大重点流域地表水有 机污染严重，主要是湖泊富营养化问题突出。尤其近年来，随着社会经济的快速发展， 工农业用水需求量迅速增长，水资源浪费及污染问题日趋严重，使我国水资源短缺问题 更加突出。 污水资源化技术是解决这一问题的有效途径。近年来，各种新型高效的污水处理技 术应用而生。其中，膜分离技术，特别是膜生物反应器( m b r ) 处理技术引起了人们的广 泛关注。m b r 技术是膜分离与生物反应器的组合，用膜分离代替了传统的活性污泥处理 工艺中的二沉池，具有出水质量高、占地面积小、剩余污泥量小以及易于自动控制等优 点。目前，m b r 技术己成功应用于污水回用和难降解工业废水的处理，相关技术的研究 开发和实际应用还在不断向前发展。可以预见，在不远的将来，随着更加严格的污水排 放标准和污水回用战略的实施，m b r 技术必将具有更加广阔的应用前景。 然而m b r 也存在着一些不足，其中一个突出的问题就是膜污染。膜污染的存在， 降低了m b r 的处理能力，缩短了膜的使用寿命，增加了操作成本，制约了m b r 的进一 步发展和广泛应用。因而膜污染也成为m b r 研究的一个热点问题。尽管污泥絮体中胶 体物质和微生物絮凝体对膜污染起着重要的影响，但微生物产生的胞外聚合物e p s 被认 为是膜污染的主要因素。在当前水资源急剧短缺，水污染日趋严重的形势下，研究e p s 的生成影响因素及e p s 对膜污染影响，以找到更好的切实有效的控制膜污染的方法，实 现高效稳定的生物处理，具有重要的意义。 山东建筑大学硕士学位论文 2 活性污泥胞外聚合物的研究进展 i2i 胞外聚合物的来源及组成 在自然界中，大部分微生物都是以絮凝体的形式存活，例如生物膜，絮凝物和污泥 等，微生物絮凝体通过微生物所产生的聚台物，即胞外聚合物( e x t r a c e l l u l a rp o l y m e l i ( s u b s t a n c e s ，毗下简称e p s ) 聚集在一起。e p s 的主要来源可归纳为以下四种：细胞的 分泌物、脱落的细胞表面物质、细胞自溶物以及从环境中吸附的物质。通常认为细胞的 死亡和自溶将高分子量的化合物释放到介质中而形成e p s ，典型的如胞内贮存的作为碳 源和能源的聚b 羟基链烷酸酯或耱原，还有完整的细胞成分如细胞壁和细胞膜的组成( 如 磷脂) 等吼 根据e p s 在空间位雹上的不同，将其分为两部分：溶解性e p s ( e p s s ) 和固着性e p s ( e p s a ) 。e p s s 与e p s b 都足微生物代谢及自溶等产生的大分子物质，区别在于e p s s 游离 存在于溶液中，是m b r 出水中溶解性耗氧有机物的主要成分；而e p s b 吸附在细胞膜表 面，为污泥的重要组成部分。如果将混合液用o4 5 肿的滤膜过滤，则e p s s 存在于液相， e p s b 存在于剩余的污泥固相3 a 。e p s b 在细胞外的分布呈现为具有流变性的双层结构( 图 11 ) ，内层具有一定外形，与细胞表面结台较紧密，相对稳定地附着于细胞壁外，称为 紧密粘附的e p s ( t b ) ，如荚膜，鞘等均属于此类：外层则是比内层疏松、可向周围环境 扩散、无明显边缘的粘液层，该层为松散附着的e p s ( l b ) ” 。通常所说的e p s 是指e p s b 。 、 t ， ：k 、 * 嘲邪榔i ) 图1 1e p s 的组成 e p s 组成复杂，主要包括中性和酸性的聚糖，脂多糖，蛋白质，核酸和腐殖质等5 。 普遍认为多糖和蛋白质是活性污泥e p s 的主要有机成分，占e p s 总量的7 0 一8 0 ，e p s 中剩余的2 0 3 0 主要来自于腐殖成分，核酸和脂类的等【8 ，具体成分见表11 。 山东建筑大学硕士学位论文 表1 1e p s 的组成及成分比例范围 成分成分比例 多糖 蛋白质 核酸 脂类 4 0 9 0 1 6 0 1 1 0 8 图4 1 溶解氧浓度与膜污染速率的荧系 图4 2 7 图4 4 反映了污泥混合液e p s 各组成成分与膜污染速率的关系。从图中得知， 各周期中e p s s 、l b 、t b 的含量波动不大( 相对误差 1 0 ) ，所以这里以周期内的平均浓 6 5 4 3 2 1 o 盘0静湖嫌鑫毒遥 山东建筑大学硕士学位论文 度代替e p s 各组成成分的实测浓度。 4 3 1 混合液中e p s s 的变化对膜污染的影响 表4 1 各d o 浓度梯度下污泥混合液中e p s s 对膜污染的影响 24681 0 e p s s 的浓度( m g l ) 图4 2 污泥混合液中e p s s 与膜污染速军的关系 由表4 1 和图4 2 可知，混合液中的e p s s ( 主要成分是多糖) 与膜污染速率的相关性很 差。分析原因可能是随着曝气量的增加，污泥絮体受到的剪切力加大，释放出更多的 e p s s ；而由图4 1 知，膜污染速率随着曝气量的加大是先减少后增加的，所以两者的相 关性不好，这也可以说明e p s s 不是导致膜污染的唯一因素。 4 3 2 混合液中l b 的变化对膜污染的影响 表4 2 各d o 浓度梯度的l b 的总量和组成对膜污染的影响 6 5 4 3 2 l 0 pbd专瓣裂蒜贮垡 山东建筑大学硕士学位论文 l b 及各组分浓度( 皿g l ) 图4 3 污泥混合液中l b 与膜污染速率的关系 由表4 2 和图4 3 可知，l b 及其各组成成分和膜污染速率的线性关系很好，相关系 数r 均大于0 9 。 4 3 3 混合液中t b 的变化对膜污染的影响 表4 3 各d o 浓度梯度的t b 的总量和组成对膜污染的影响 05 01 0 0 1 5 0 2 0 02 5 03 0 03 5 0 t b r 其组分浓度( 唱几) 图4 4 污泥混合液中t b 与膜污染速率的关系 由表4 3 和图4 4 可知，t b 及其各组成成分和膜污染速率的线性关系也很好，相关 6 5 4 3 2 1 o p2卫v槲斛；il蛤签 山东建筑大学硕士学位论文 系数r 也大于0 9 。但从e p s 的结构来看，1 3 3 位于e p s 的最内层，紧靠细胞壁，其外 层包裹着l b ，t b 不与混合液和膜面直接接触，因此认为混合液中的t b 与膜污染关系 不大。 另外，污泥混合液l b 、t b 中蛋白质、多糖与膜污染速率的线性关系较好，这说明 e p s 中的蛋白质、多糖可能都是导致膜污染的因素 4 8 4 9 1 。而且，蛋白质与膜污染速率的 相关性更好一些，说明蛋白质可能对膜污染的影响更大。分析原因可能是活性污泥生物 代谢过程中释放大量的胞外酶等物质来进行各种生物化学过程，从而引起蛋白质含量相 对较高，蛋白质本身可作为污染物直接堵塞膜孔，吸附沉积在膜表面，成为滤饼层的主 要物 5 0 】；此外另一个原因在于蛋白质是含有多种官能团的疏水性的高分子化合物，其对 活性污泥性质的影响较大，必然对膜污染的作用强于多糖，以上两个原因导致了蛋白质 与膜污染阻力呈现较好的相关关系。 4 4 各污泥浓度梯度e p s 总量及各组分的变化对膜污染影响 本实验根据污泥浓度的不同共设定了m l s s = 3g l 、4g l 、6g l 和8 9 l 4 个浓度梯 度，分别运行了2 0 、1 5 、1 0 、7 天后，真空表读数超过o 0 6 m p a ，运行结束。各个浓度 梯度的膜污染速率见图4 1 0 。随着污泥浓度的升高，膜污染速率加快，但在m l s s 6 9 l 以后， 膜污染速率急速上升，在污泥浓度为8 9 l 时，膜污染速率高达6 3 k p a d ，远远大于 m l s s = 6 9 l 时的污染速率。 02 46 8 污泥浓度( g l ) 图4 5污泥浓度与膜污染速率的关系 1 0 7 6 5 4 3 2 1 o p2专姗嚣蒜紧毯 山东建筑大学硕士学位论文 4 4 1 混合液中e p s s 的变化对膜污染的影响 e p s s 浓度( m g l ) 图4 6 污泥混合液中e p s s 与膜污染速率的关系 由图4 6 可知，混合液中的e p s s ( 主要成分是多糖) 与膜污染速率的相关性不是很好。 在污泥浓度为3 9 l 时，e p s s 的值较高，但膜污染速率却最低；而后随着污泥浓度的增 加e p s s 的含量逐渐升高，但是与膜污染速率的相关性依然不是很好。说明了e p s s 可能 不是影响膜污染的唯一因素，即在污泥浓度升高时还有别的因素影响着膜污染的速率。 4 4 2 混合液中l b 的变化对膜污染的影响 表4 4 各浓度梯度的l b 的总量和组成对膜污染的影响 7 6 5 4 3 2 l 0 弓西山_v锝硼嫌蛉篓 山东建筑大学硕士学位论文 o369l z1 51 82 l2 4z 7 l b 及各组分的浓度( m g l ) 图4 7 污泥混合液中l b 与膜污染速率的关系 由表4 4 和图4 7 可知，l b 及其各组成成分和膜污染速率的关系呈逐渐上升的趋势。 在m l s s _ 6 9 l 以后，膜污染速率迅速上升。这说明当污泥浓度大于6 9 l 以后，l b 可能会 对膜污染产生很大的影响。 4 4 3 混合液中t b 的变化对膜污染的影响 表4 5 各污泥浓度梯度t b 的总量和组成对膜污染的影响 由表4 5 和图4 8 可知，t b 及其各组成成分和膜污染速率的关系与l b 大致相同， 也是呈逐渐上升的趋势。在m l s s 6 9 l 以后，膜污染速率迅速上升。l b 、t b 的这种变化规 律说明了当污泥浓度大于6 9 l 以后，e p s b ( l b 和t b 之和) 可能会对膜污染产生很大 的影响；而污泥混合液l b 、t b 中多糖、蛋白质与膜污染速率的关系也都较为密切，多 糖和蛋白质的含量增加均会引起膜污染速率的上升。 7 6 5 4 3 2 l 0 q)i一褂煅糕赡餐 山东建筑大学硕士学位论文 4 5 小结 05 0 1 0 01 5 02 0 02 5 03 0 03 5 04 0 0 4 5 0 1 1 3 及各组分浓度( m g l ) 图4 8 污泥混合液中t b 与膜污染速率的关系 本章研究了在改变曝气量和污泥浓度时，污泥混合液中e p s s 、l b 、t b 的含量和组 成的变化对膜污染的影响。得出以下结论： ( 1 ) 溶解氧浓度为2 、4 5 、5 5 m g l 时，膜污染速率分别为5 2 4 、2 9 1 和3 6 1l 【p 枷。 第1 周期的膜污染速率最高，到第2 周期时膜污染速率降至最低，而到了第3 个周期膜 污染速率又稍有提高。 ( 2 ) 混合液中的e p s s ( 主要成分是多糖) 与膜污染速率的相关性很差，说明了e p s s 可能不是影响膜污染的唯一因素，即在污泥浓度升高时还有别的因素影响着膜污染的速 率。l b 和t b 及其各组成成分和膜污染速率的线性关系很好，但t b 位于e p s 的最内层， 紧靠细胞壁，其外层包裹着l b ，不与混合液和膜面直接接触，因此认为混合液中的t b 与膜污染关系不大，l b 对膜污染贡献较大。 ( 3 ) 污泥浓度为3 、4 、6 、s g l 时，膜污染速率分别为2 5 、3 0 、3 3 、6 3l ( p 棚。 在m l s s 6 9 l 以后，膜污染速率急速 上升，在污泥浓度为8 9 l 时几乎到达m l s s = 6 9 l 时的污染速率的两倍。 ( 4 ) 当污泥浓度大于6 9 l 以后，e p s s ( l b 和t b 之和) 可能会对膜污染产生很大 的影响；而污泥混合液l b 、t b 中多糖、蛋白质与膜污染速率的关系也都较为密切，多 糖和蛋白质的含量增加均会引起膜污染速率的上升。 7 6 5 4 3 2 1 0 一p生v将趔稞姆餐 山东建筑大学硕士学位论文 5 1 结论 第5 章结论与展望 由于人们对污水高效稳定生物处理技术的重视，对揭示污水生物处理本质进行了较 多的研究。本文从活性污泥胞外聚合物角度，对胞外聚合物的影响因素及胞外聚合物的 变化对膜污染的影响进行了比较系统的试验研究，得出如下结论： 1 污泥混合液中e p s s 的浓度随着溶解氧浓度的增大而增加；l b 和t b 中蛋白质、 多糖、蛋白多糖( p c ) 的值均随着曝气量的加大，呈现先减少后增加的趋势；随着曝气量 的加大，e p s s 占总e p s 的比例升高，l b 和t b 的比例降低，1 3 3 所占的比例在9 2 7 以 上；溶解氧浓度为从低到高变化时，膜污染速率在第1 周期达到最高，到第2 周期时降 至最低，而到了第3 个周期膜污染速率又稍有提高。 2p h 的改变也影响微生物对营养物质的吸收，进而影响微生物细胞生物化学过程。 p h 过高或过低均对微生物不利。当系统p h = 7 8 偏碱性条件下，污泥絮体结构密实，具 有良好的活性。 3 在不同的污泥浓度条件下，e p s s 随着污泥浓度的增加而先减少后增加；污泥混合 液中l b 和t b 中蛋白质、多糖及p c 的值均随着污泥浓度的增大而增h i ：l ；随着污泥浓度 的加大，l b 占总e p s 的比例升高，t b 所占的比例在9 0 以上。 4 污泥浓度从低到高变化时，膜污染速率在m l s s 6 9 l 以后，膜污染速率急速上升，在污泥浓度为8 9 l 时几乎到达m l s s = 6 9 l 时 的污染速率的两倍。当污泥浓度大于6 9 l 以后，e p s b ( l b 和t b 之和) 可能会对膜污 染产生很大的影响；而污泥混合液l b 、t b 中多糖、蛋白质与膜污染速率的关系也都较 为密切，多糖和蛋白质的含量增加均会引起膜污染速率的上升。 5 随着c n 值的提高，e p s 总量和多糖含量随之增加，但各种成份的含量变化并不 大。当c n 值升高至1 0 0 2 5 时，污泥发生丝状菌膨胀，沉降性能变差，e p s 中各种成 份的含量有了较大的变化，e p s 中蛋白质、多糖含量不断增加。c n 值为1 0 0 0 这种极 限状态时，e p s 总量和多糖含量均达到最大，蛋白质含量达到最小，基质中c n 值对e p s 及其各组份含量影响较为显著。 山东建筑大学硕士学位论文 6 混合液中的e p s s ( 主要成分是多糖) 与膜污染速率的相关性很差，说明了e p s s 可能 不是影响膜污染的唯一因素，即在污泥浓度升高时还有别的因素影响着膜污染的速率。 l b 和t b 及其各组成成分和膜污染速率的线性关系很好，但t b 位于e p s 的最内层，紧 靠细胞壁，其外层包裹着l b ，不与混合液和膜面直接接触，因此认为混合液中的t b 与 膜污染关系不大，l b 对膜污染贡献较大。 5 2 展望 e p s 在环境领域中对污水生物处理系统具有广泛的影响，为了更深了解e p s 在生物 处理系统中的作用，提高生物处理效率，尚需解决以下问题： l 本试验已考察了不同浓度溶解氧对e p s 的影响，但未考察在厌氧状态下效果的影 响，今后应对厌氧及厌氧好氧间歇运行状态下的效果做进一步的分析。 2 是否可以通过其它措施在提高污泥浓度的同时减小膜污染，例如下一步可考察当 微生物以生物膜状态存在时对膜污染的影响，或是否可以通过投加粉末活性炭等方式来 控制膜污染。 3 进一步探讨利用膜生物反应器处理c n 较低污水的可行性及合适的运行方式控制 参数。 山东建筑大学硕士学位论文 参考文献 【1 r e l e v a n c eo fm i c r o b i a le x t r a c e l l u l a rp o l y m e r i cs u b s t a n c e s ( e p s ) 一p a r ti ：s t r u c t u a la n de c o l o g i c a l a s p e c t s w a t e rs c i t e c h n 0 1 ，2 0 01 ，4 3 ( 6 ) ：卜8 【2 w i n g e n d e rj ，n e wt 凡h e m m i n gh c ，e d i t o r s m i c r o b i a l e x t r a c e l l u l a rp o l y m e r i cs u b s t a n c e s ： c h a r a c t e r i z a t i o n ，s t r u c t u r ea n df u n c t i o nt m b e r l i n ：s p r i n g e r ，19 9 9 3 n a g a o k a h ，y a m a n i s h i s ，m i y a a m o d e l i n g o f b i o f o u l i n g e x t r a e e l u l a r p o l y m e r s i na m e m b r a n e s e p a r a t i o n a c t i v a t e ds l u d g es y s t e m j w a t s c i t e c h 1 9 9 8 ，3 8 ：4 9 7 - 5 0 4 4 w m g e n d e r j , n e wtrh e m m i n gh c ，e d i t o r s m i c r o b i a l e x t r a c e l l u l a rp o l y r n c r i cs u b s t a n c e s ： c h a r a c t e r i z a t i o n ，s t r u c t u r ea n df u n c t i o n m b e r l i n ：s p r i n g e r , 19 9 9 【5 o o o a w i n ，j a sa n df o r s t e r , c f ，af u r t h e re x a m i n a t i o ni n t ot h ec o m p o s i t i o no fa c t i v a t e ds l u d g es u r f a c e s i nr e l a t i o nt ot h e i rs e t t l i n gc h a r a c t e r i s t i c s w a t r e s 1 9 8 5 ，4 ( 1 9 ) ：5 2 7 - 5 3 3 6 u r b a i nvb i o f l o c c u l a t i o ni na c t i v a t e ds l u d g ei na na n a l y t i c a la p p r o a c h w a t ，s c i t e c h ，19 9 2 ，2 5 ( 5 ) ： 4 4 1 4 4 3 7 f r o l u n db ，e t a l e x t r a c t i o no fe x t r a c e l l u l a rp o l y m e r sf r o ma c t i v a t e ds l u d g eu s i n gac a t i o ne x c h a n g e r e s i n s w a t r e s 1 9 9 6 ，3 0 ( 1 ) ：7 4 9 7 5 8 【8 】刘壮，杨造燕，田淑嫒活性污泥胞外多聚物的研究进展 j 】城市环境与城市生态，1 9 9 9 ，1 2 ( 5 ) ：5 4 5 7 9 c h r y s is l a s p i d o u ，a n db r u c ee r i t t r n a n n au n i f i e dt h e o r yf o re x t r a c e l l u a rp o l y m e r i cs u b s t a n c e s ， s o l u b l em i c r o b i a lp r o d u c t s ，a n da c t i v ea n di n e r tb i o m a s s w a t r e s ，2 0 0 2 ，3 6 ( 4 ) ：2 711 - 2 7 2 0 【1 0 l i a o e ta 1 s u r f a c ep r o p e r i t i e so fs l u d g ea n dt h e i rr o l ei nb i of l o c c u l a t i o na n ds e t t l e a b i l i t y w a r e s 2 0 0 0 ，3 5 ( 2 ) ：3 3 9 - 3 5 0 1 1 l ida n dg a n c z a r c z y kj s t r u c t u r eo f a c t i v a t ds l u d g e ，b i o t e c h b i o e n g ，1 9 9 0 ，3 5 ( 1 ) ：5 7 6 2 【12 b of r o l u n de ta 1 e x t r a c t i o no fe x t r a c e l l u l a rp o l y m e r i cs u b s t a n c e sf r o ma c t i v a t e ds l u d g eu s i n gac a t i o n e x c h a n g er e s i n ，w a t e r r e s ，1 9 9 6 ，3 0 ( 8 ) ：1 7 4 9 - 1 7 5 8 【1 3 c h a n , k w o n g - y u ，x u ，l i _ c h o n g ，f a n g ，h e r b e r th p a n a e r o b i ce l e c t r o c h e m i c a lc o r r o s i o no fm i l d s t e e li nt h ep r e s e n c eo fe x t r ac e l l u l a rp o l y m e r i cs u b s t a n c e sp r o d u c e db yac u l t u r ee n r i c h e di n s u l f a t e - r e d u c i n gb a c t e r i a e n v i r o n m e n t a ls c i e n c e a n dt e c h n o l o g y ，2 0 0 2 ，3 6 ( 8 ) ：17 2 0 - 17 2 7 【1 4 】h o u g h t o n ，j i s t e p h e n s o n ，t q u a r m b y , j t h ei m p a c to fd i g e s t e rr e t e n t i o nt i m eo nm i c r o b i a l 4 3 山东建筑大学硕士学位论文 e x t r a c e l l u l a r p o l y m e r p r o d u c t i o n a n ds l u d g e d e w a t e r b i l i t y e n v i o n t e c h ，2 0 0 0 ，2 1 ( 1 0 ) ：1 1 5 7 - 1 1 6 5 【15 s a n i n , f d a n dv e s i l i n d p ：ae f f e c to fc e n t r i f u g a t i o n0 1 1t h er e m o v a lo fe x t r a c e l l u l a rp o l y m e r sa n d p h y s i c a lp r o p e n i e so f a c t i v a t e ds l u d g e w a t s c i t e e h 1 9 9 4 ，3 0 ( 8 ) ：1 1 7 - 1 2 7 【1 6 b u d dw i l l i a ne ，o k a yr o b e r tw b i o l o g i t a lt r e a t m e n to f w a s t ew a t e ra n di n d u s t r i a lw a s t e s 【m 】u s ： d o r ro l i v e ri n c o r p o r a t e d , 1 9 6 9 【1 7 】顾国维，何义亮膜- 生物反应器在废水处理中的研究和应用【m 】北京：化学工业出版社，2 0 0 2 【1 8 】汪舒怡，汪诚文，黄霞，等用于废水处理的膜曝气生物反应阴2 0 0 6 ，v 0 1 7 ( 6 ) ：1 3 1 - 1 3 7 【1 9 】高从土等水处理中的膜生物反应器简介阴水处理技术，2 0 0 2 ，、u2 8 ( 2 ) ：6 0 6 2 【2 0 f r e i t a sd o ss a n t o s t r e a t m e n to fp h a r a m a c e u t i a li n d u s t r yp r o c e s sw a s t e w a t e ru s i n gt h ee x t r a c t i v e m e m b r a n eb i o r e a c t o r , e n v i r o n m e n tp r o g r e s s ，1 9 9 9 ，v o l1 8 ( 1 ) ：3 4 - 3 9 【2 1 殷俊，陈英旭膜生物反应器中的膜污染问题环境污染治理技术与设备，2 0 0 1 ，2 ( 3 ) ：6 2 6 8 【2 2 r e l e v a n c eo fm i c r o b i a le x t r a c e l l u l a rp o l y m e r i cs u b s t a n c e s ( e p s ) 一p a r t ：s t r u c t u a la n de c o l o g i c a l a s p e c t s w a t e rs c i t c c h n 0 1 ，2 0 01 ，4 3 ( 6 ) ：l 一8 【2 3 w i n g e n d e rj ，n e wt 凡h e m m i n gh - c ，e d i t o r s m i c r o b i a le x t r a c e l l u l a rp o l y m e r i cs u b s t a n c e s ： c h a r a c t e