膜生物反应器(membrane bioreactor，MBR)是将膜分离技术和生物处理结合使用的一个新型废水处理工艺，且明显优于传统活性污泥技术。然而，膜污染问题导致的高昂费用是制约其发展的最大瓶颈，故研究膜污染的过程和机理对膜污染的有效控制，降低MBR运行成本具有重要意义。近年来大量研究表明，通过向MBR中投加絮凝剂来改善污泥混合液的特性，从而减缓膜污染进程成为一种有效的膜污染控制技术。本研究提出一种通过向MBR投加磁粉(Fe3O4)和聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)来减缓膜污染的新对策。经过多轮MBR连续性试验发现磁粉和PDMDAAC的最佳投加量分别为100mg/L和400mg/L。磁粉尤其是对胞外聚合物中的蛋白质(EPSp)和溶解性微生物产物中的蛋白质(SMPp)减少更有效，而PDMDAAC在减少胞外聚合物中的多糖(EPSc)和溶解性微生物产物(SMPc)方面效果更好。研究可以推断，投加磁粉能够加快生物体之间的电子转移，提高脱氢酶活性和生物降解能力，从而促进微生物在饥饿状态时对EPSp和SMPp的利用。PDMDAAC的投加有利于磁粉和活性污泥絮体形成颗粒化结构，而且此结构具有更好的耐冲击性。这个转变不仅仅减少了EPS和SMP的产生，也降低了多糖和蛋白质的比例，导致EPSc和SMPc也得到降低。采用三维荧光光度计(3D-EEM)和傅里叶红外转换光谱仪(FTIR)对膜表面污染的分析结果表明:各反应器中的泥饼层的有机物成分比活性污泥混合液中的更加复杂，而且加入磁粉后使泥饼层中的有机物(SMP、EPS)浓度降低，导致膜过滤阻力减小。此外，还通过扫描电子显微镜(SEM)和能量色散谱仪(EDS)考察了污泥的结构特点。