污泥濃縮過程下膜生物反應器的生物特性與膜滲透性評估

王朝朝,李思敏,鄭照明,李　軍（.河北工程大學城市建設學院,河北 邯鄲 056038；.北京工業大學建筑工程學院,北京市水質科學與水環境恢復工程重點實驗室,北京 004）

污泥濃縮過程下膜生物反應器的生物特性與膜滲透性評估

王朝朝1,2*,李思敏1,鄭照明2,李軍2（1.河北工程大學城市建設學院,河北 邯鄲 056038；2.北京工業大學建筑工程學院,北京市水質科學與水環境恢復工程重點實驗室,北京 100124）

采用中試規模的好氧膜生物反應器（MBR）工藝處理城市污水,考查了在濃縮過程下膜生物反應器的生物特性對膜滲透性及滲透性恢復的的影響.在試驗中通過投加蔗糖溶液使系統維持恒定污泥負荷（food to microorganisms, F/M）在0.13,測定了活性污泥的一系列的生化與理化參數,并通過 SPSS軟件對污泥性質與動態變化的膜滲透性及滲透性恢復水平的相關性做了進一步的評估.結果表明,混合液懸浮固體（MLSS）濃度對膜滲透性的影響最大（rp=-0.958,P=0.000）；溶解性微生物產物（SMP）濃度、溶解性化學需氧量（sCOD）濃度、污泥粒徑（PSD）及毛細吸水時間（CST）對膜滲透性的影響屬于同一個水平（|rp|=0.82～0.85,P=0.000）；而污泥沉降性能與絲狀菌指數對膜滲透性的影響不大.并且發現隨著 MLSS濃度的增大,膜絲廊道內積累的堵塞固體（ACS）的質量以及膜滲透性的絕對恢復量（ΔL）也有增加的趨勢,表明 MLSS濃度直接影響著膜生物反應器的堵塞性能,也進一步證明了膜堵塞是除膜污染之外影響膜滲透性的另一個重要因素.在低通量［5～6L/（m2·h）］的操作條件下離線清堵聯合強化化學反洗（CEB）的方式可以保證膜生物反應器工藝在高MLSS濃度運行下實現膜滲透性的可持續恢復.

膜生物反應器；污泥濃縮；生物特性；膜滲透性；膜堵塞

膜生物反應器（MBR）工藝以其高品質出水在業界受到廣泛關注,應用到城市污水回用和工業廢水處理領域的實際工程也日益增多［1］.由于MBR工藝是采用膜過濾技術以實現泥水分離,因此污泥生物特性對于分離過程的可持續性影響很大［2-3］.整體來講,污泥混合液由生物固體、膠體類物質和溶解性物質三部分組成,每一部分對于膜滲透性下降的貢獻取決于反應器的實際運行條件［4］.以往的研究者對膜滲透性的降低的機理分析大部分集中在膜污染上,主要是考查胞外聚合物（EPS）在膜表面的沉積行為和溶解性微生物產物（SMP）、膠體類物質在透膜過程的堵孔行徑［5-6］.然而也有報道研究了膜絲廊道內生物顆粒堵塞物與膜滲透性的關系,結果表明膜堵塞可以顯著地降低膜的滲透性,采用傳統的水力反沖洗以及強化化學反沖洗不能夠可持續地恢復膜的滲透性［7］.因此在運行過程中膜污染和膜堵塞問題是導致膜滲透性下降的兩大主要因素,從而增加了該工藝的運行與維護的費用.

基于MBR工藝高效的泥水分離作用,并且可以在高MLSS濃度下運行,該工藝已經應用到污泥的濃縮過程［8］.Wang等［9］采用平板膜生物反應器處理剩余污泥,并同步實現了污泥的濃縮與好氧消化過程,實現了污泥減量的作用.Kim 等［10］在使用MBR實現污泥濃縮減量過程時,發現通過投加無機混凝劑改善了污泥性質,從而提高了膜的滲透性.因此在MBR工藝應用到污泥濃縮過程時考查污泥性質的變化是極其重要的.本研究將中試規模MBR工藝在恒污泥負荷的條件下應用到了污泥濃縮過程（MLSS濃度范圍：8～35g/L）,全面考察了污泥在濃縮過程中的污泥性質和膜滲透性以及膜滲透性恢復的動態變化,并采用SPSS統計軟件闡明其相關性,分析了污泥性質對膜滲透性降低的影響,深入探討了膜堵塞對膜滲透性降低的影響機制,并對不同清洗方式對膜滲透性恢復的影響進行了綜合評估,為MBR工藝在污泥濃縮領域的應用及其優化運行提供技術支持.

1　材料與方法

1.1實驗裝置

膜生物反應器中試裝置（由圖1所示,總有效體積為 6.75m3）包括一個生物池（占總有效體積的74%）和膜池（占26%）.生物池底部裝有微孔曝氣盤,通過人工調節曝氣量保證在試驗階段好氧池的溶解氧（DO）濃度維持在 1～2mg/L.生物池與膜池通過一個污泥循環泵連接,污泥由膜池到生物池的回流比為 400%.通過蠕動泵向生物池內輸入蔗糖溶液,保證實現試驗過程以恒污泥負荷（F/M=0.13）下運行.另外通過溶解氧（DO）,懸浮物（SS）和溫度探頭對生物池的狀態進行實時監測.

膜池內裝有兩組豎狀的聚偏氟乙烯（PVDF）中空纖維簾式膜,膜孔徑為 0.04μm,膜的有效過濾總面積為 46.4m2.通過蠕動泵的抽吸實現產水過程,并同時可以實現水力反沖洗的功能.在膜組件底部100mm以下安裝有穿孔曝氣管路,對膜表面進行間歇性的曝氣沖刷（10s開,10s關）,保證單位膜面積每小時的曝氣量（SADm）為0.25m3.

1.2運行工況

整個反應器的進水,污泥循環,產水,膜組件曝氣和污泥排放過程由可編程邏輯控制器（PLC）和數據采集與監視控制（SCADA）系統控制.生物池內配備有液位計,在膜組件出口處備有壓力傳感器以記錄跨膜壓差（PTM）的數值.跨膜壓差、產水通量（J）和產水凈通量（Jnet）數值每 30s由壓力傳感器和超聲流量計傳送到SCADA系統記錄.水力反洗的通量（Jb）為15L/（m2·h）,每10min反沖洗 30s.整個試驗階段膜生物反應器是在可持續凈通量下運行,具體運行參數由表1所示.產水凈通量（Jnet）和膜滲透性（L）的具體計算方法如下式：

式中： n為一個 CEB周期內包含的物理清理次數；J為產水通量,L/（m2·h）；Jb為水力反洗通量, L/（m2·h）；tp為水力反洗間隔周期,h；τp為水力反洗持續時間；tc為CEB間隔周期,h；τc為CEB持續的時間,h；T 為產水水溫,℃；PTM為跨膜壓差,Pa.

表1　膜生物反應器的運行工況Table 1　MBR operational conditions

1.3實驗用水和接種污泥

該試驗進水來自某污水處理廠的初級沉淀池出水,總化學需氧量（tCOD）為（487.2±190.1）mg/L,sCOD為（120±59.1） mg/L,氨氮（NH4+-N）為（30.1±7.5） mg/L時,總氮（TN）為（45.3±11.6） mg/L,總磷（TP）為（6.2±2.5） mg/L,懸浮固體（SS）為（220.5±80.6） mg/L,pH 值 7.1～8.2.配置的蔗糖溶液濃度以COD的當量為1142g/L,每天需要調整其流量,以保證其協同城市污水達到所需的有機負荷.該中試裝置接種污泥取自該污水廠A2O工藝的好氧池,接種污泥的 MLSS濃度約為 8g/L,其中揮發性混合液固體（MLVSS）占到 75%左右,在經過 MBR工藝馴化之后的整個試驗過程中MLVSS/MLSS的比例穩定在85%左右.

1.4分析方法

tCOD、sCOD、TN、NH4+-N、TP、SS、MLSS、MLVSS的濃度采用水和廢水監測分析方法［11］中的標準方法進行測定.污泥和污水中的sCOD測定： 將污水或污泥樣品使用離心機在12000r/min下離心15min,取其上清液通過0.45 μm微濾膜,過濾后測定 COD濃度.pH值用便攜式WTW Multi 340i 檢測儀測定.通過測定稀釋的污泥體積指數（DSVI）來表示污泥沉降性能,將污泥樣品的MLSS濃度稀釋至3g/L,放置到1L的量筒中測定其污泥沉積指數.污泥粒徑（PSD）采用馬爾文粒徑儀（Malvern 2000,Mastersizer,英國）測定,以平均粒徑（D50）計.可溶性微生物產物（SMP）和胞外聚合物（EPS）采用熱處理法進行萃取和分析［12］,SMP以總有機碳（TOC）的濃度計,mg/L,EPS以比污泥總有機碳濃度計,mg/g.

每周采用數碼顯微鏡（KEYENCE VH-Z75,日本）對污泥的形態學進行觀察.并根據Eikelboom等［13］測定絲狀菌指數的方法（FI范圍為 1～5）,分析污泥樣品中絲狀菌的數量與絮體狀態,其中1表示絲狀菌數量較少,5表示絲狀菌過度地增長.

1.5膜滲透性恢復分析

當該中試膜生物反應器的跨膜壓差升高到了40kPa以上時,會首先對膜生物反應器進行強化化學反沖洗（CEB）作業.在產水箱中投加次氯酸鈉溶液（稀釋至500mg/L）,進行10個脈沖的化學反沖洗,每個脈沖的持續時間為 30s,每個脈沖的間隔為2min,化學反沖洗的通量為25L/（m2·h）.如果當強化化學反洗作業之后,膜滲透性在 24h之內恢復到清洗前的水平,將會進行膜組件的離線清堵作業.將膜組件從膜池內提升出來之后,采用低壓自來水沖洗膜絲廊道內的堵塞顆粒物,并將沖掉的顆粒物收集,烘干.清堵作業完成之后,將膜組件放回膜池后,再進行一個周期的強化化學反洗作業,然后開始試驗過程.

GACS定義為單位膜面積積累堵塞固體（ACS）的干重,g/m2.K定義為膜表面對顆粒固體的截留率,可以反映膜堵塞的程度,ΔL定義為膜滲透性絕對恢復量（采用強化化學反洗聯合離線清堵的方式清洗）,具體計算方法如下式：式中： t為過濾時間,h；ρMLSS為MLSS濃度,g/L； Lc為清洗后的膜滲透性,10-5L/（m2·h·Pa）； Le是上一個過濾周期結束時的膜滲透性,10-5L/（m2·h·Pa）.

1.6SPSS統計分析

本研究中采用SPSS軟件對試驗數據進行統計分析,直觀地反映污泥性質對膜滲透性及膜滲透性恢復的影響程度,皮爾遜系數（rp）是一個介于-1.0到 1.0之間的無量綱指數,反映了兩個參數之間的相關性方向與強度,其中-1.0表示完美負相關,1.0表示完美正相關,0表示無相關性.本試驗數據的相關性在統計學上被認為在 95%的置信區間內顯著（P＜0.05）.

2　結果與討論

2.1MBR濃縮過程的運行特性

濃縮過程中 MLSS濃度、膜滲透性及凈通量的具體變化情況由圖2可見.在濃縮過程中隨著MLSS濃度的升高,膜的滲透性和可持續凈通量都在降低.具體而言,MLSS濃度由8g/L提高到35g/L左右時,膜滲透性和可持續凈通量分別由364.8×10-5L/（m2·h·Pa）和 18.2L/（m2·h）降低到了77.1×10-5L/（m2·h·Pa）和 4.7×10-5L/（m2·h·Pa）.在濃縮過程完成后（高 MLSS濃度）的穩定運行中,膜滲透性可以保持在 126×10-5L/（m2·h·Pa）左右.同時也可以看到MLSS濃度增加到18g/L時,膜的滲透性與可持續凈通量出現急劇下降,該 MLSS濃度可以推測為MBR工藝明顯出現堵塞行為的臨界域值,這與Rosenberger等［6］在研究中空纖維膜生物反應器時的結果（臨界域值為 15g/L）近似吻合.

由于MBR系統采用恒污泥負荷的運行模式,隨著 MLSS濃度的提高,進水的有機負荷也由0.4kg/（m3·d）提高到了 4.23kg/（m3·d）,系統出水的COD濃度由21.2mg/L上升到了288.6mg/L, 但是COD的去除率始終保持在93%以上.同時由于污泥增長對營養元素的需求作用,TN和TP的去除率由低MLSS濃度（MLSS濃度在8g/L左右）下的32%和40.6%,分別提高到了高MLSS濃度下的（MLSS濃度在32g/L左右）達到了78.9%和90%.在整個試驗過程中 NH4+-N的去除率基本穩定在99.5%以上.

圖2　濃縮過程下L, Jnet和MLSS濃度的變化Fig.2　Variations in L, Jnetand MLSS concentrationthroughout thickening process

2.2濃縮過程中污泥性質的變化

濃縮過程下污泥性質的變化由圖 3可見.隨著濃縮過程的進行,污泥中的SMP和sCOD的濃度呈現明顯上升的趨勢,這是由于在有機負荷的增加的情況下,微生物的增長過程會增加代謝產量［14］.然而EPS的比污泥濃度呈現下降的趨勢（圖3（a））.Wang等［15］在使用MBR濃縮剩余污泥時也同樣發現污泥上清液中 SMP和膠體類物質含量在增加的同時EPS的含量卻在降低.在高MLSS濃度下的DSVI和FI量值高于其在低MLSS濃度下的情況,然而濃縮過程中兩者并沒有表現出明顯的變化趨勢（圖3（b））.PSD和毛細吸水時間（CST）的量值在濃縮過程中表現出了相反的變化趨勢（圖3（c））.PSD在污泥濃縮過程中逐漸減小,這是由于隨著有機負荷和 MLSS濃度的增加,為保證好氧池內的DO濃度（控制在1～2mg/L）,曝氣量也隨之增大（由16m3/h提高到了220m3/h）,因此加大了對污泥絮體的剪切作用,致使污泥絮體粒徑的減小.同樣,通過CST的量值的增加可以知道,污泥的濃縮過程導致了污泥可濾性的降低.具體的污泥參數與膜滲透性相關性的分析由表2所示.

圖3　濃縮過程下EPS, SMP, sCOD, DSVI, FI, CST, PSD的變化Fig.3　Variations in, EPS, SMP, sCOD, DSVI, FI, CST, PSD throughout thickening process

2.2.1MLSS濃度對膜滲透性的影響在以往考查MLSS濃度對MBR影響的研究中,重點主要集中在對膜污染的影響上,而且研究的結果各不相同［16］,這也許是由于研究者的反應器形式以及考查的 MLSS濃度范圍不同所致.一般來講,MLSS濃度的提高必定會提高膜組件抽吸的顆粒物負荷,因此在膜曝氣沖刷有限的條件下,污泥顆粒物在膜絲廊道內的積累量會增加,從而引起膜滲透性能的下降.由表2可知,MLSS濃度與膜滲透性呈現很強的負相關性（rp=-0.958,P= 0.000）,表明在污泥濃縮過程中 MLSS濃度顯著地影響著膜的滲透性.Le-Clech等［4］在研究中發現,在低MLSS濃度（MLSS濃度≤8g/L）下運行時大分子質量溶解性有機質是導致MBR工藝膜滲透性降低的主要因素,而隨著MLSS濃度的升高,污泥當中的顆粒物組分會對膜的滲透性會產生顯著的影響.

表2　污泥參數與膜滲透性線性相關的統計結果Table 2　Statistical results of linear correlations between sludge parameters and membrane permeability

2.2.2EPS、SMP與 sCOD對膜滲透性的影響EPS和SMP常被用來作為膜污染因子.EPS在保證為微生物絮體的完整性方面起到了很大的作用,其可以為微生物絮體以及生物膜內部細菌的聚集、粘連提供一個良好的保護區域［17］. EPS通過吸附到膜孔或沉積到膜表面形成膜污染,從而導致膜滲透性的下降.SMP通常與微生物細胞代謝過程或生物量衰減有關,其大分子質量組分在膜孔內形成的吸附或堵塞成為不可逆污染的主要貢獻者.在膜的抽吸作用力下,SMP不能被水力剪切的作用給予較高的反向傳輸速度,因此很容易地沉積到膜表面上［18］.sCOD則是表征了污泥組分中溶解性有機質和膠體類物質的含量.由表2可知,SMP和sCOD與膜滲透性具有較強的負相關性（rp=-0.822,P=0.000；rp= -0.850,P=0.000）,表明SMP和sCOD含量的增加會導致摸滲透性的降低,說明濃縮過程下膜的污染程度也在增加；然而EPS比MLSS濃度與膜滲透性卻呈現較強的正相關性（rp=0.782,P=0.000）,可以推斷在污泥濃縮過程中污泥絮體附著性的EPS產量減少的同時溶解態SMP的產量在增加.

2.2.3DSVI與FI對膜滲透性的影響污泥沉降性經常被用來作為評估污泥膨脹和絮凝能力的指示性參數,污泥的沉降性對于膜生物反應器內污泥的可濾性及膜污染的影響很大［19］. Meng等［20］在研究中發現解體污泥導致的膜污染速率高于常規污泥,這主要是由于解體污泥中含有較高濃度的EPS和SMP所致.然而由表2可知,在污泥濃縮過程中,污泥的沉降性能與膜滲透性存在較弱的負相關性（rp=-0.469,P=0.001）,表明污泥的沉降性能對膜滲透性的影響不大,這與 Kim等［21］的研究結果不同.同樣FI與膜滲透也存在著較弱負相關性（rp=-0.562,P=0.000）,表明絲狀菌的繁殖程度與膜的滲透性并沒有必然的聯系.盡管FI在由低MLSS濃度時的1～2 提高到了高MLSS濃度時的 3～4,但是在整個試驗的運行過程中并沒有發生嚴重地污泥膨脹和污泥泡沫現象.因此FI并不能夠指示污泥的可濾性或者膜滲透性.

2.2.4PSD與CST對膜滲透性的影響由2.2可知隨著曝氣剪切力的增加,污泥絮體遭到破壞,從而導致污泥粒徑在濃縮過程中減小,同時導致污泥組分中膠體類物質增多.由表2可知,污泥粒徑與膜滲透性存在著較強的正相關性（rp=0.831, P=0.000）,這與 Lim等［5］的研究結果一致.較小粒徑的污泥顆粒更容易在膜表面上沉積,并且會增加濾餅層的密實度.CST常常作為污泥脫水性和可濾性的指示性指標.較高的CST值通常表示污泥的脫水性和可濾性變差.由表2可知,CST與膜的滲透性具有較強的負相關性（rp=-0.831,P= 0.000）,表明 CST對膜滲透性具有較為顯著的影響,污泥可濾性變差的同時也映現了膜滲透性的降低.Wang等［15］采用CST來作為膜滲透性降低的非線性指示指標.

2.3MLSS濃度與其他污泥參數的相關性關系

整體來講,MLSS濃度的增加會提高污泥中的顆粒物、膠體類物質以及溶解性物質的組分含量.由表3可知,MLSS濃度與EPS、SMP及sCOD存在較強的相關性（rp=-0.828,P=0.000；rp=0.900, P=0.000；rp=0.899,P=0.000）,再次證明污泥絮體代謝過程中EPS和SMP的產量存在著動態平衡.此外,MLSS濃度與PSD、CST同樣存在著較強的相關性（rp=-0.879,P=0.000；rp=0.901,P=0.000）,表明 MLSS濃度顯著地影響著污泥的可濾性, MLSS濃度增加的情況下,污泥的可濾性變差, MLSS濃度可以指示污泥的可濾性.然而DSVI、FI與MLSS濃度的存在較弱的相關性（rp=-0.494, P=0.001；rp=0.638,P=0.000）,MLSS濃度不能指示污泥的沉降性能.

表3　MLSS濃度與其他污泥參數線性相關的統計結果Table 3　Statistical results of linear correlations betweenMLSS concentration and other sludge parameters

由于污泥參數中除DSVI與FI之外對膜滲透性的影響較大,并且MLSS濃度與這些參數的相關性良好,因此可以采用MLSS濃度這一單一指標來指示膜滲透性,具體的擬合結果如下：

式中：L為膜的滲透性,10-5L/（m2·h·Pa）；ρMLSS為 MLSS濃度,g/L.

2.4膜滲透性恢復

在整個試驗中,膜絲廊道內積累的堵塞固體干重質量在0.01～6.4kg變化.在MLSS濃度低于18g/L運行時并沒有發現明顯的堵塞固體的積累（GACS＜0.25g/m2）,經過污泥濃縮之后GACS達到了120g/m2左右.由表4可知,MLSS濃度與GACS存在較弱的正相關性（rp=0.540,P=0.028）,在一定程度上表明MLSS濃度的增加,膜絲廊道內積累的堵塞顆粒物增多.此外,MLSS濃度與K具有較強的相關性（rp=0.852,P=0.000）,表明MLSS濃度對膜表面顆粒物的截留率影響很大,也直接反映出MLSS濃度的越大,膜組件對污泥中的顆粒組分的截留效果越明顯.膜滲透性絕對恢復量（△L）, 是MBR工藝在MLSS濃度處于20～35g/L時采用離線清堵聯合強化學反洗的方式實現的,其恢復量的范圍在 70～170×10-5L/（m2·h·Pa）.MLSS濃度與△L的存在較弱的相關性（rp=0.467,P= 0.045）,在一定程度上反映出隨著 MLSS濃度的增加,膜滲透性絕對恢復量呈現增加的趨勢.因此MLSS濃度可以用來表征膜的堵塞性能.

表4　MLSS濃度與膜滲透性恢復線性相關的統計結果Table 4　Statistical results of linear correlations between MLSS concentration and membrane permeability recovery

圖4　高MLSS濃度下不同清洗方式對膜滲透性恢復的影響Fig.4　Effects of different cleaning methods on the membrane permeability recovery at high MLSS concentrations

MBR工藝在低MLSS濃度下運行時,由于沒有明顯的膜堵塞存在,可以單獨采用CEB的清洗方式實現膜滲透性的可持續恢復.然而在高MLSS濃度運行時,單獨CEB的清洗方式對膜滲透性的恢復不存在可持續性.由圖4可見,在前一個運行周期結束之后,在相同的低凈通量（5～ 6L/（m2·h））運行下,單獨 CEB及離線清堵聯合CEB的方式均可以將膜滲透性恢復到相同的水平（150 ×10-5L/（m2·h·Pa）左右）,然而即使是在相同低通量（5～6L/（m2·h））運行的條件下,單獨采用CEB清洗后的膜滲透性在7h之內急劇地降低到了20×10-5L/（m2·h·Pa）,而采用離線清堵聯合CEB清洗后的膜滲透性僅降低到了 100×10-5L/（m2·h·Pa）. 在整個 30h之內,為了維持運行,需要進行4次單獨CEB的清洗作業,說明在發生嚴重膜堵塞的情況下,單獨CEB的清洗方式對膜滲透性的可持續恢復具有一定的局限性,只有依靠離線清堵聯合CEB的清洗方式才能保證系統的可持續運行.

3　結論

3.1通過統計學分析,在MBR工藝濃縮過程下MLSS濃度比其它污泥性質（EPS,SMP,sCOD, DSVI,FI,PSD,CST）對膜滲透性更具有顯著影響；在高MLSS濃度運行下,常用來指示膜污染程度的膜污染因子SMP, EPS和FI對膜滲透性的影響不大；

3.2MLSS濃度與固體截留率 K具有良好的相關性,并且 MLSS濃度在一定程度上反映了強化化學反洗聯合離線清堵之后的膜滲透性恢復水平,MLSS濃度可以作為膜堵塞性能的指示性指標；

3.3強化化學反洗的方式對膜滲透性的恢復水平取決于膜堵塞性能；在低通量（5～6L/（m2·h））的操作條件下,離線清堵聯合強化化學反洗的方式可以保證MBR在高MLSS濃度下成功地實現膜滲透性的可持續恢復.

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Assessment of biomass characteristics and membrane permeability in a membrane bioreactor under thickening operation.

WANG Zhao-zhao1,2*, LI Si-min1, ZHENG Zhao-ming2, LI Jun2（1.College of Urban Construction, Hebei University of Engineering, Handan 056038, China；2.Key Laboratory of Beijing for Water Quality Science and Water Environment Recovery Engineering, College of Architecture and Civil Engineering, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China）.

China Environmental Science, 2015,35（8）：2367～2374

A pilot-scale aerobic membrane bioreactor （MBR） process was operated to treat municipal wastewater regarding on the influences of biomass characteristics on membrane permeability as well as the membrane permeability recovery. Sucrose solution was added to maintain system operation of a constant food to microorganisms （F/M） ratio at 0.13 and a series of physicochemical and biochemical parameters of activated sludge were also measured throughout the whole trial, with correlations between biomass properties and membrane permeability as well as the membrane permeability recovery were further assessed by using Statistical Product and Service Solutions （SPSS） analyses. Results showed the mixed liquor suspended solids （MLSS） concentration exerted the greatest influence on membrane permeability （rp=-0.958, P=0.000）； soluble microbial products （SMP） concentration, soluble chemical oxygen demand （sCOD） concentration and particle size diameter （PSD） had similar weaker effects on membrane permeability （|rp|=0.82～0.85）. Whereas the sludge settleability, and filamentous index （FI） had no evident influences on membrane permeability. The accumulated clogged solids （ACS） in membrane channels and absolute membrane permeability recovery increased with the increasing MLSS concentrations, implying that the MLSS concentration had direct effects on membrane clogging propensity and further proved that membrane clogging being another important factor affecting the membrane permeability except for membrane fouling. The off-line declogging combined with enhanced chemically backflushing （CEB） could ensure the sustainable membrane permeability recovery under the condition of low-flux ［5～6L/（m2·h）］ operation at high MLSS concentrations.

membrane bioreactor；sludge thickening；biomass characteristics；membrane permeability；membrane clogging

X703.5

A

1000-6923（2015）08-2367-08

2014-12-28

國家水體污染控制與治理科技重大專項（2012ZX07203003）

* 責任作者, 講師, W-Z-Z@163.com

王朝朝（1985-）,男,河北邯鄲人,博士,講師,主要從事膜生物反應器污水處理工藝技術研究.發表論文20余篇.