膜分離與生物反應(yīng)相結(jié)合的污水處理新工藝，具有占地面積小、 出水水質(zhì)好、 污泥產(chǎn)量低等優(yōu)點(diǎn)，近年來已引起廣泛的關(guān)注,并逐步應(yīng)用于城市污水和工業(yè)廢水的處理[1， 2]. 隨著MBR研究的不斷深入和應(yīng)用范圍的不斷拓展，MBR開始應(yīng)用于高含鹽廢水的處理. Sun等[3]用MBR處理產(chǎn)業(yè)區(qū)的高鹽廢水，研究發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)期運(yùn)行中的MBR污泥的揮發(fā)性固體含量(VSS)/固體含量(SS)為0.4左右，化學(xué)需氧量(COD)去除率為80%~95%，氨氮(NH+4-N)的去除率為95%; Pendashteh等[4]利用序批式MBR處理高鹽含油廢水，選取多種有機(jī)負(fù)荷、 水力停留時(shí)間(HRT)和溶解性總固體(TDS)進(jìn)行試驗(yàn)，在COD負(fù)荷為1.1 kg ˙(m3 ˙d)-1，HRT為48 h，TDS為35 g ˙L-1時(shí)，COD的去除率可以達(dá)到97.5%; Jang等[5]在用MBR處理含鹽廢水時(shí)觀察到當(dāng)鹽度由5 g ˙L-1提升到20 g ˙L-1時(shí)，NH+4-N的去除效率由87%下降到46%，溶解性有機(jī)碳(DOC)的去除效率并未受到影響; Artigaa等[6]采用懸浮填料MBR處理生產(chǎn)吞拿魚罐頭時(shí)產(chǎn)生的高鹽廢水，在運(yùn)行73 d，活性污泥適應(yīng)84 g ˙L-1的鹽度之后，COD去除率可達(dá)92%. 張雨山等[7]采用MBR工藝處理沖廁海水，微生物經(jīng)過馴化后，當(dāng)污水中海水比例不超過48%時(shí)，COD和NH+4-N的去除率分別達(dá)到86%和93%，但污泥的沉降性能變差.

膜污染一直是制約MBR工藝應(yīng)用的技術(shù)障礙. 普遍認(rèn)為溶解性微生物產(chǎn)物(SMP)和胞外聚合物(EPS)是膜面污染物主要有機(jī)成分，其組成包括糖類、 蛋白質(zhì)和腐殖酸等. 同時(shí)，膜面的無機(jī)污染也受到了廣泛的關(guān)注，Wang等發(fā)現(xiàn)由Mg、 Al、 Fe、 Ca、 Si等元素組成的無機(jī)物質(zhì)沉積在膜表面和有機(jī)物結(jié)合形成的凝膠層是造成膜污染的重要原因. Meng等[11]發(fā)現(xiàn)無機(jī)化合物和生物聚合物之間的架橋作用會(huì)使膜污染層更加緊密從而加劇膜污染. 黃霞等[12]使用場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡觀察在污染后的PAC-MBR膜表面，發(fā)現(xiàn)許多有規(guī)則、 有棱角的方形污染物，并對(duì)其進(jìn)行了分析，表明是無機(jī)垢體，其主要成分為CaCO3. 傅威等[13]在研究長(zhǎng)期運(yùn)行下的MBR反應(yīng)器膜表面污染物時(shí)發(fā)現(xiàn)，膜表面存在Na、 Mg、 Al、 Si、 Cl、 Ca、 Fe、 Mn等元素并認(rèn)為酸清洗可以去除大部分無機(jī)膜污染.

目前，關(guān)于膜面污染物特性的研究大多采用生活污水或配水作為MBR進(jìn)水，其有機(jī)組分含量高，無機(jī)組分含量遠(yuǎn)低于有機(jī)組分，對(duì)于MBR在處理高鹽廢水條件下的膜面污染物特性研究還較少見. 本試驗(yàn)采用配水(模擬高鹽廢水)作為MBR進(jìn)水，在低有機(jī)負(fù)荷的條件下穩(wěn)定運(yùn)行121 d以上，關(guān)注了MBR對(duì)進(jìn)水有機(jī)物和NH+4-N的去除效果以及污泥性質(zhì)的變化，通過掃描電子顯微鏡-X射線能譜儀、 凝膠過濾色譜、 傅立葉紅外光譜和三維熒光光譜等分析和測(cè)試手段研究了MBR在處理高鹽廢水條件下的膜面污染物特性，以期為進(jìn)一步探討膜污染控制措施提供有益的資料.

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)裝置及運(yùn)行參數(shù)

試驗(yàn)所用MBR反應(yīng)器(如圖 1)總?cè)莘e為27 L，MBR放有1片平板膜，膜下方安裝環(huán)形曝氣管，曝氣量用氣體流量計(jì)控制，以膜區(qū)投影面積計(jì)算曝氣強(qiáng)度為0.8 m3 ˙(m2 ˙min)-1，反應(yīng)器中放置溫控裝置，污泥溫度維持25℃左右