膜生物反应器中贫营养条件下SMP的产出研究_齐庚申

第33卷膜生物反应器中贫营养条件下SMP的产出研究齐庚申，陈谊，孙宝盛，陈宏宇（天津大学环境科学与工程学院，天津300072）摘要：文章为考察膜生物反应器微生物在贫营养条件下，溶解性微生物产物（SMP）的产出规律和特性，为优化MBR反应器的运行、延缓膜污染提供理论依据。对天津大学游泳馆MBR系统中的污泥混合液进行贫营养实验。研究表明贫营养条件下SMP产出可以分为两个阶段：EPS溶解产生SMP阶段和死亡细胞胞内物质溶出产生SMP阶段。伴随营养物质的匮乏，SMP中大分子物质所占比例显著增加，从第3天的20.2%(占TOC总量的比例)，到第8天上升为39.2%，从而会加剧膜污染，并且不同阶段产生的SMP都可以刺激微生物提高对基质的降解速率,SMP浓度与污泥的比好氧速率呈正相关关系。关键词：膜生物反应器:溶解性微生物产物(SMP);胞外聚合物(EPS);SMP产出中图分类号：X171.5文献标志码：Adoi：10.3969/j.issn.1003-6504.2010.02.013文章编号：1003-6504(2010)02-0052-05GenerationofSolubleMicrobialProductsinMembraneBioreactorunderNutritionalDeficiencyQIGeng-shen,CHENYi,SUNBao-sheng,CHENHong-yu(SchoolofEnvironmentalScienceandEngineering,TianjinUniversity,Tianjin300072,China)Abstract：InordertoinvestigatetheregularityandcharacteristicsoftheproductofSMPundernutrientdeficiency,andtoprovidetheoreticalbasisforoptimizingMBRreactor'soperationandlesseningmembranefouling,thisresearchisdoneundertheoligotrophicenvironmentusingthesludgefromtheMBRofTianjinUniversity.ResultsshowthatproductionofSMPcouldbedividedintotwostagesundernutrientdeficiencyincludingdissolvedofEPSproducedSMPandsplitedofdeadcellprouctedSMP.Accompaniedbynutrientdeficiency,SMPofmacromolecularmaterialhasasignificantincreaseintheproportion.Fromthethirddayof20.2%(theproportionofthetotalTOC),theeighthdayroseto39.2%,whichwouldaggravatemembranefouling,andSMPproduceindifferentstagescanstimulatethemicroorganismstoincreasetherateofdegradationofthesubstrate.Keywords：membranebioreactor(MBR);solublemicrobialproducts(SMP);extracelluarpolymer（EPS）;generationofSMP以腐殖质、多糖、蛋白质等物质为主要成分的SMP，主要产生于微生物的基质分解和内源呼吸过程，直接影响了生化处理工艺的出水水质和处理效率[1]。Namkung等[2]从生物学角度将SMP分为与基质利用相关型产物(UAP)及与生物生长相关型产物(BAP)。膜生物反应器具有占地面积小、结构紧凑、污泥浓度高、出水水质好等优点[3]，随着SRT的延长，反应器中污泥浓度不断升高，这有利于提高系统的容积负荷和反应器对污染物的去除率。但是在HRT不变的情况下，随着污泥浓度的升高，F/M下降，一部分微生物会处于一种营养相对贫乏的条件下。当微生物长期处于贫营养条件下时，微生物会加剧自身的内源呼吸，并大量死亡，产生大量的SMP。而SMP的增加会使上清液中有机污染物浓度升高，加快膜污染的速度，引起出水水质波动，并对微生物的活性产生影响。因此，考察贫营养条件下SMP的产生规律及其特性对于维持膜生物反应器的稳定运行具有重要的意义。国内外对传统活性污泥或膜生物反应器正常运行条件下SMP的研究较多，而在贫营养条件下对SMP的研究较少。为模拟长期运行的膜生物反应器收稿日期：