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膜生物反应器(Membrane bioreactor,MBR)在污水处理领域得到广泛应用,但膜污染始终是制约MBR进一步推广应用的重要因素之一。本文长期运行条件下,研究MBR中污染物的去除效果、污泥性质、膜生物污染及无机污染随运行温度的变化规律,不仅可为膜污染清洗方案的设计提供理论依据,也可为实际MBR污水处理工程的高效稳定运行提供有益参考。具体结论如下:(1)运行温度影响MBR系统的污染物去除效果。不同运行温度下,MBR的污染物去除效果差异较明显,25oC时MBR系统的COD和NH4+-N的生物去除率和系统去除率均达到最高,在10oC降到最低。但由于膜的截留作用,系统对COD和NH4+-N的去除率随运行温度变化不大,分别高于90%和95%。在15oC或更低温度下,TP的生物去除效果和系统去除效果明显增加。25oC时,恒通量运行时间最长,为33天,而10oC下恒通量运行时间最短,仅为16天。(2)低温时,污泥核糖核酸(Ribonucleic Acid,RNA)含量明显降低,活性下降。随运行温度降低,活性污泥的粒径也随之减小,低温使污泥絮体的絮凝性能降低,解凝力增加。同时,EPS含量增加,混合液粘度增大,沉降性能变差,恶化膜生物反应器的运行。SEM观察发现,低温时污泥结构相对松散,絮体表面附着的颗粒粒径更小,丝状菌较多。运行温度通过影响污泥性质恶化MBR的污染物去除效果和膜污染。(3)运行温度影响活性污泥中EPS的含量与组成。当运行温度从30oC下降到10oC时,SEPS、LB-EPS和TB-EPS的含量呈先降低后增加的变化趋势,在25oC时浓度最低,分别为3.20 mg/g VSS、4.03 mg/g VSS和10.03 mg/g VSS。与活性污泥中EPS含量的变化趋势一致,当运行温度从30oC下降到10oC时,膜污染层EPS含量先降低后增加,25oC时EPS含量最低。CLSM观察发现,25oC和30oC时,污泥以蛋白质为主,总细胞分布较少,15oC和10oC以多糖为主,总细胞分布呈聚集状。(4)低温时,悬浮污泥与膜污染城中金属元素含量均较高。悬浮污泥中,金属元素含量从30oC时的35.14 mg/g增加到10oC时的40.20 mg/g,膜污染层中积累的金属元素总含量也从30oC时的32.45 mg/g增加到10oC时的52.19 mg/g,增加了60.83%。其中,有机结合态金属元素含量占主导。与Ca2+和Mg2+相比,Al3+和Fe3+由于价态较高,更易与EPS中多糖结合形成稳定的有机结合态。好氧条件下,Ca2+/Mg2+与EPS结合形成的团聚物易被降解,Fe3+主要通过架桥作用与胞外多糖中负官能团结合,较易堵塞膜孔。低温时,膜表面沉积较多EPS及有机结合态金属元素,膜污染加重。