对于SMP,主要是顺次发生中间堵塞、标准堵塞以及完全堵塞;而对于MBR膜,顺次发生了中间堵塞及滤饼过滤。不同堵塞机理所对应的时间及通量衰减百分比表明,膜孔堵塞是造成通量下降主要原因。
考察不同SRT下MBR的膜污染情况及污泥性质,分析基于修正的粘附-侵蚀模型的污泥絮体剪切稳定性,提出的采用污泥絮体稳定性作为评价污泥性质和污染潜力的综合指标。结果表明,具有较差的沉降性、较高的疏水性、较高EPS含量、较多的丝状菌及更多初级粒子的低SRT(15d)污泥絮体容易形成致密无孔的污染层,导致严重的膜污染;低SRT(15d)污泥絮体具有较高的剪切敏感值,即更差的污泥稳定性。分析了MBR混合液及滤饼层污泥性质,解析了基于扩展DLVO理论的混合液及滤饼层污泥聚集性,提出采用污泥聚集性作为一个综合指标反应污泥的膜污染趋势。结果表明,滤饼层污泥具有较高的SMP、胶体及LB-EPS含量、较多小于100μm的絮体、较高DSI、更疏水的表面以及更负的zeta电势。同时,污泥细胞间相互作用能曲线表明,滤饼层污泥具有较高的初级能量最大值和较浅的二级能量最小值,意味着滤饼层污泥具有较差的聚集性。本研究基于污泥改性构建了低污染、低能耗的新型MFC-MBR耦合系统。
结果表明,新型MFC-MBR耦合系统系统同时具有废水处理、污泥减量、电能回收及污染抑制的效果。耦合系统MBR膜的操作周期大约是传统MBR操作周期的两倍。对膜污染减缓机理分析可知,耦合系统MBR中污泥性质得到改善,表现出更好的过滤性和脱水性。与传统MBR相比,耦合系统MBR中LB-EPS的浓度从16.14mg·gSS~(-1)降低到12.56mg·gSS~(-1),且LB-EPS中简单芳香蛋白和色氨酸蛋白类物质分别减少了10%和8%。