對于SMP,主要是順次發生中間堵塞、標準堵塞以及完全堵塞;而對于MBR膜,順次發生了中間堵塞及濾餅過濾。不同堵塞機理所對應的時間及通量衰減百分比表明,膜孔堵塞是造成通量下降主要原因。
考察不同SRT下MBR的膜污染情況及污泥性質,分析基于修正的粘附-侵蝕模型的污泥絮體剪切穩定性,提出的采用污泥絮體穩定性作為評價污泥性質和污染潛力的綜合指標。結果表明,具有較差的沉降性、較高的疏水性、較高EPS含量、較多的絲狀菌及更多初級粒子的低SRT(15d)污泥絮體容易形成致密無孔的污染層,導致嚴重的膜污染;低SRT(15d)污泥絮體具有較高的剪切敏感值,即更差的污泥穩定性。分析了MBR混合液及濾餅層污泥性質,解析了基于擴展DLVO理論的混合液及濾餅層污泥聚集性,提出采用污泥聚集性作為一個綜合指標反應污泥的膜污染趨勢。結果表明,濾餅層污泥具有較高的SMP、膠體及LB-EPS含量、較多小于100μm的絮體、較高DSI、更疏水的表面以及更負的zeta電勢。同時,污泥細胞間相互作用能曲線表明,濾餅層污泥具有較高的初級能量最大值和較淺的二級能量最小值,意味著濾餅層污泥具有較差的聚集性。本研究基于污泥改性構建了低污染、低能耗的新型MFC-MBR耦合系統。
結果表明,新型MFC-MBR耦合系統系統同時具有廢水處理、污泥減量、電能回收及污染抑制的效果。耦合系統MBR膜的操作周期大約是傳統MBR操作周期的兩倍。對膜污染減緩機理分析可知,耦合系統MBR中污泥性質得到改善,表現出更好的過濾性和脫水性。與傳統MBR相比,耦合系統MBR中LB-EPS的濃度從16.14mg·gSS~(-1)降低到12.56mg·gSS~(-1),且LB-EPS中簡單芳香蛋白和色氨酸蛋白類物質分別減少了10%和8%。