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长泥龄膜生物反应器中活性污泥的膜污染研究
一、引言
生物反应器（bioreactor）是处理生活污水和工业废水的关键装置之一，其中活性污泥是其常规处理方式之一。随着科技的不断进步，在传统的活性污泥生物反应器的基础上引入了膜污染技术，形成了一种新型的反应器，称之为长泥龄膜生物反应器（MBR，membranebioreactor）。该反应器兼具传统生物反应器的优点和膜污染技术的优点，如高质量的污水处理、降低泥量、占地面积小等。然而，随着膜反应器运行时间的增加，膜污染也成为了制约其应用的主要问题。
二、膜污染的类型和机理
膜污染是指在反应器运行过程中，膜表面有机物、颗粒物和胶体物等物质在膜表面形成一层无法清洗或冲刷的物质层，从而影响反应器的处理效果。膜污染的类型和机理主要有以下几种：
1.孔堵阻型污染：孔堵阻是膜污染的首要因素之一。在膜表面形成的微小孔隙被物质所堵塞，使得水分子无法通过膜孔，从而影响了反应器的通透性能。
2.胶层污染：生物膜在长期运转过程中，会释放各种高分子有机物，这些物质在膜表面形成黏稠的胶层，导致膜孔阻塞。
3.胶粘附型污染：有机物质在膜表面粘附并在其上形成颗粒物、细菌与有机物质结合的胶束或胶团，也会造成膜孔的阻塞。
4.吸附积累型污染：膜表面会吸附多种有机物，例如蛋白质、多糖等有机物质附着膜表面，这些有机物会累积在膜表面并形成一层厚度较大的胶层。
三、膜污染的改进措施
针对长泥龄膜生物反应器中活性污泥的膜污染问题，可以采取以下措施：
1.激光打孔技术：激光打孔技术利用激光光束在膜表面上刻制具有特定孔径和孔隙率的微孔结构，使膜表面具有更好的通透性。
2.壳聚糖膜技术：将壳聚糖膜覆盖在膜表面，这种膜表面能减缓颗粒物的堵塞，并加速物质在膜表面的降解，从而有效减少胶层和胶粘附污染的发生。
3.生物多多糖膜技术：生物多糖膜具有极强的黏附性，而生物多多糖膜技术利用生物多糖的高分子量特性，使其可以在膜表面高效降解反应器中的有机物、颗粒物，从而减少阻塞。
4.超声波清洗技术：利用高频的超声波振动清洗悬浮物，破坏膜表面的胶层和胶束等有机物质，从而减少了膜的污染。
四、结论
长泥龄膜生物反应器技术已广泛应用于生活污水和工业废水的处理。然而，其中反应器长时间运行后膜污染仍是影响它长期使用的主要瓶颈。目前，通过使用激光打孔技术、壳聚糖膜技术、生物多多糖膜技术以及超声波清洗技术等手段，已经有效地减少了膜表面的污染。但是，还需要更多的实验研究来提高膜反应器的可靠性、耐久性和处理效率，以满足其在不同领域中的实际应用需求。