馬惠君，黃 帥，劉 和，2，陳興春，劉宏波，2*，白 杰（.江南大學(xué)環(huán)境與土木工程學(xué)院，江蘇 無(wú)錫2422；2.江蘇高校水處理技術(shù)與材料協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇 蘇州 25009）

自生動(dòng)態(tài)膜分離厭氧產(chǎn)酸污泥效果與特征研究

馬惠君1，黃 帥1，劉 和1，2，陳興春1，劉宏波1，2*，白 杰1（1.江南大學(xué)環(huán)境與土木工程學(xué)院，江蘇 無(wú)錫214122；2.江蘇高校水處理技術(shù)與材料協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇 蘇州 215009）

采用自生生物動(dòng)態(tài)膜（SFDM）分離高濃度發(fā)酵產(chǎn)酸污泥（非牛頓流體），研究了自生動(dòng)態(tài)膜對(duì)發(fā)酵污泥中發(fā)酵底物的截留及揮發(fā)性脂肪酸（VFAs）的選擇透過(guò)性效果，考察了自生生物動(dòng)態(tài)膜阻力構(gòu)成和膜污染層成分.結(jié)果表明：自生動(dòng)態(tài)膜在運(yùn)行3d后，出水懸浮性固體（SS）基本保持在1.5g/L以下，多糖截留率為40％，蛋白質(zhì)截留率為75％；運(yùn)行5d時(shí)，溶解性化學(xué)需氧量（SCOD）截留率穩(wěn)定在45％左右，可以穩(wěn)定截留分子量較大的物質(zhì)；VFAs的截留率僅維持在3％左右，可以選擇性透過(guò)動(dòng)態(tài)膜.自生動(dòng)態(tài)膜運(yùn)行阻力主要來(lái)自動(dòng)態(tài)膜層，粘附在膜面的胞外蛋白質(zhì)是主要膜污染貢獻(xiàn)物質(zhì).

自生動(dòng)態(tài)膜；污泥；發(fā)酵；揮發(fā)性脂肪酸（VFAs）；分離

城市污泥厭氧發(fā)酵產(chǎn)揮發(fā)性脂肪酸（VFAs）是實(shí)現(xiàn)污泥資源化利用的有效途徑之一［1-4］；但由于發(fā)酵產(chǎn)酸過(guò)程中產(chǎn)物VFAs的抑制［5］，例如Pratt等［6］利用模型擬合，發(fā)現(xiàn)含有2～6個(gè)碳原子的揮發(fā)性脂肪酸的組合的存在會(huì)造成VFAs產(chǎn)率較低，從而影響了傳統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)酸設(shè)備的發(fā)酵產(chǎn)酸效率.膜法在線分離發(fā)酵過(guò)程中的有機(jī)酸，不僅能夠有效地緩解產(chǎn)物酸的抑制效應(yīng)，還可以實(shí)現(xiàn)污泥發(fā)酵過(guò)程中的污泥停留時(shí)間和水力停留時(shí)間的分開(kāi)，縮小發(fā)酵罐體積、減少運(yùn)行反應(yīng)時(shí)間，大大降低投資和運(yùn)行成本.

Zhang等［7］發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵后污泥濃度高、顆粒粒徑小、黏度大，泥水分離效果非常差，采用普通膜分離技術(shù)，存在分離能耗高、膜污染嚴(yán)重，不利于膜反應(yīng)器的運(yùn)行［8］.而另一方面，Liang等［9］研究發(fā)現(xiàn)，自生動(dòng)態(tài)膜是在大孔徑篩網(wǎng)上形成的分離層，具有膜通量大、重力自流出水、抗膜污染能力強(qiáng)和易清洗等優(yōu)點(diǎn)，將動(dòng)態(tài)膜分離技術(shù)應(yīng)用于發(fā)酵污泥的固液分離，可實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器的連續(xù)運(yùn)行、膜面不易堵塞、VFAs可實(shí)時(shí)分離，有望緩解傳統(tǒng)污泥發(fā)酵產(chǎn)酸設(shè)備的不足［10-11］.

因此，本研究開(kāi)發(fā)出了一套新型的污泥發(fā)酵產(chǎn)酸自生生物動(dòng)態(tài)膜反應(yīng)器，分析了自生生物動(dòng)態(tài)膜對(duì)發(fā)酵污泥各組分的截留和選擇性透過(guò)效果，包括底物的截留和產(chǎn)物酸的通透；探討了自生生物動(dòng)態(tài)膜過(guò)濾發(fā)酵污泥的膜污染情況和過(guò)濾阻力的構(gòu)成，為研發(fā)新型產(chǎn)酸反應(yīng)器提供一個(gè)新的思路，為動(dòng)態(tài)膜技術(shù)在高黏度底物分離的應(yīng)用提供了參考.

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)裝置

污泥產(chǎn)酸發(fā)酵自生生物動(dòng)態(tài)膜反應(yīng)器實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)裝置在如圖1所示，相關(guān)參數(shù)如表1所示，其中，膜組件為管狀，實(shí)驗(yàn)在厭氧的條件下進(jìn)行，溫度控制在20±1℃.動(dòng)態(tài)膜基網(wǎng)孔徑為300目、出水高差為25cm和轉(zhuǎn)速為50r/min，反應(yīng)器連續(xù)進(jìn)水，運(yùn)行周期為10d.

圖1 自生動(dòng)態(tài)膜產(chǎn)酸反應(yīng)器流程示意Fig.1 Schematic diagram of the SFDM reactor

表1 自生動(dòng)態(tài)膜生物反應(yīng)器相關(guān)參數(shù)Table 1 Parameters of the SFDM reactor

污泥為厭氧發(fā)酵產(chǎn)酸污泥，污泥濃度約30gTS/L.表2為發(fā)酵污泥的性質(zhì)參數(shù).

表2 發(fā)酵污泥性質(zhì)Table 2 Characteristics of the fermented sludge

1.3 測(cè)定方法

反應(yīng)器內(nèi)污泥每隔1d從排泥口取樣，排出液每隔1d從出水口取樣.兩種樣品均在10000r/min下離心5min取上清液，分別測(cè)定兩種上清液中的COD、多糖、蛋白質(zhì)及VFAs的濃度.其中，蛋白質(zhì)采用考馬斯亮藍(lán)G250染色法［12］，VFAs采用島津公司GC2010進(jìn)行氣象色譜分析，COD及SS等其他物質(zhì)的測(cè)定請(qǐng)見(jiàn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法［13］.EPS（胞外聚合物），提取方法為常見(jiàn)污泥EPS的提取方法［14］，SMP（溶解性微生物代謝產(chǎn)物）的提取方法為：樣品在4000r/min下離心10min，將上清液經(jīng)0.45μm膜過(guò)濾后濾液即為提取出的SMP；粒徑分布采用BT-2003型激光粒徑分布儀對(duì)樣品進(jìn)行測(cè)定.

采用清水試驗(yàn)測(cè)試動(dòng)態(tài)膜基材及管件阻力，膜阻力R的計(jì)算公式［15-16］如公式（1）

式中：h為水面與出水口的高度差，控制在25cm；ρ為清水密度，1g/cm3；g為常量，9.8m/s2；ΔP為出水壓力，Pa；μ為水的動(dòng)力黏度，1.01×10-3Pa· s；J為瞬時(shí)通量，m3/（m2·h），即為膜通量/膜表面積.

2 結(jié)果與討論

2.1 動(dòng)態(tài)膜對(duì)發(fā)酵污泥中底物的截留效果

良好的污泥截留效果可增大SRT，延長(zhǎng)底物與微生物的反應(yīng)時(shí)間，有利于提高污泥的發(fā)酵產(chǎn)酸轉(zhuǎn)化率.發(fā)酵污泥在自生動(dòng)態(tài)膜產(chǎn)酸反應(yīng)器中的分離過(guò)程中，底物中各物質(zhì)的截留效果如圖2所示.

圖2 底物物質(zhì)濃度隨時(shí)間變化曲線Fig.2 Variation of the substrate materials during the operation

由圖2A可看出，動(dòng)態(tài)膜排出液中的SS在前3d內(nèi)顯著減小，在第3d后觀察到排出液變清.由圖2B和圖2C同樣可看出，排出液中多糖和蛋白質(zhì)在前3d降低，之后保持穩(wěn)定.從圖2D可以看出，當(dāng)自生動(dòng)態(tài)膜產(chǎn)酸反應(yīng)器運(yùn)行到第5d時(shí)，SCOD的截留率才開(kāi)始穩(wěn)定.說(shuō)明隨著反應(yīng)時(shí)間的進(jìn)行，底物逐漸黏附在膜面，導(dǎo)致膜孔徑減小，然后污泥發(fā)酵液中的有機(jī)小分子物質(zhì)也開(kāi)始被自生動(dòng)態(tài)膜截留，因此，出水SCOD降低趨勢(shì)晚于蛋白質(zhì)和多糖.自生動(dòng)態(tài)膜在穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)對(duì)底物物質(zhì)有較好的截留能力.

如今，兼任了貴州省大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展應(yīng)用研究院首任院長(zhǎng)的梅宏，正不斷壯大具有核心競(jìng)爭(zhēng)力的大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)，推動(dòng)著貴州大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展。

結(jié)果表明，自生動(dòng)態(tài)膜3d內(nèi)基本形成，與以往報(bào)道一致［17-18］.厭氧自生動(dòng)態(tài)膜處理水污染可以去除80％以上的COD［19］，而本研究測(cè)定SCOD的截留率僅為45％.綜合分析表明，發(fā)酵產(chǎn)酸自生動(dòng)態(tài)膜可以選擇性截留分子量較大的物質(zhì)，如蛋白質(zhì)和多糖，并且同時(shí)可以將某些分子量較小的有機(jī)物，如VFA，排出反應(yīng)器，從而有利于發(fā)酵產(chǎn)酸.

2.2 動(dòng)態(tài)膜對(duì)VFAs的選擇透過(guò)效果

VFAs濃度的富集是傳統(tǒng)污泥發(fā)酵產(chǎn)酸過(guò)程的限制因素之一，可以極大降低VFAs的產(chǎn)量.研究表明，發(fā)酵產(chǎn)酸過(guò)程中酸產(chǎn)量達(dá)到某一濃度時(shí)，會(huì)出現(xiàn)明顯的產(chǎn)物抑制作用，底物轉(zhuǎn)化效率逐漸降低［20］，最后停止產(chǎn)酸.從傳統(tǒng)產(chǎn)酸發(fā)酵液中提取分離VFAs可消除發(fā)酵產(chǎn)酸過(guò)程中的產(chǎn)物抑制現(xiàn)象，通過(guò)電滲析、液液萃取等方法分離VFAs后，總酸和乙酸產(chǎn)量可分別提高約20％［21-22］.發(fā)酵產(chǎn)酸自生動(dòng)態(tài)反應(yīng)器為實(shí)時(shí)分離VFAs、提高酸產(chǎn)量提供了解決途徑.

由圖3可知，進(jìn)料發(fā)酵污泥的VFAs濃度一直保持在約為3.0g/L，從VFAs的變化趨勢(shì)可以看出，排出液中VFAs和反應(yīng)器內(nèi)濃度很接近，截留率僅有約3％，說(shuō)明自生動(dòng)態(tài)膜的形成并不會(huì)截留VFAs，因此產(chǎn)生的VFAs可以及時(shí)隨排出液排出，不會(huì)造成反應(yīng)器內(nèi)的酸反饋抑制.

綜合分析，自生動(dòng)態(tài)膜在運(yùn)行3d后基本穩(wěn)定，并能夠有效截留蛋白質(zhì)的發(fā)酵底物，延長(zhǎng)其反應(yīng)時(shí)間，提高了污泥的轉(zhuǎn)化率；同時(shí)，動(dòng)態(tài)膜對(duì)VFAs的截留率僅3％，實(shí)現(xiàn)了在線轉(zhuǎn)移產(chǎn)物有機(jī)酸的目的，有利于緩解產(chǎn)物積累造成的反饋抑制效應(yīng)，進(jìn)一步促進(jìn)了污泥產(chǎn)酸的進(jìn)行.本研究采用的基材孔徑為約50μm（300目）.

圖3 VFAs隨時(shí)間變化曲線Fig.3 Daily variation of the VFAs during the operation

圖4為進(jìn)料污泥及第10d時(shí)過(guò)濾系統(tǒng)內(nèi)各部分污泥的粒徑分布.由圖4可看出，粒徑小于100μm的進(jìn)料污泥的占總量的82.54％，同時(shí)，在反應(yīng)器內(nèi)粒徑也大部分集中在100μm以下，此時(shí)的粒徑分布與膜孔徑大小相似，原料較易造成膜面堵塞［24］.通過(guò)測(cè)定發(fā)現(xiàn)，自生動(dòng)態(tài)膜膜面粒徑均分布在200μm以下，分布較為均勻，并沒(méi)有嚴(yán)重堵塞膜孔.傅大放等［25］研究膜面粒徑發(fā)現(xiàn)，污泥顆粒在0～1000μm內(nèi)都有分布，而本研究中膜面粒徑分布范圍明顯小于前人研究，此結(jié)果表明，在第10d時(shí)，自生動(dòng)態(tài)膜已經(jīng)可以穩(wěn)定截留粒徑大于200μm的較大物質(zhì)，例如蛋白質(zhì)和顆粒較大的多糖，也可以將粒徑較小或可溶物質(zhì)及時(shí)排出反應(yīng)器，如小顆粒多糖和VFAs.

圖4 自生動(dòng)態(tài)膜反應(yīng)器內(nèi)粒徑分布Fig.4 Particle size distribution in the SFDM reactor

2.3 污泥粒徑對(duì)動(dòng)態(tài)膜過(guò)濾特性的影響

通過(guò)污泥粒徑分析可以定性表征自生動(dòng)態(tài)膜對(duì)反應(yīng)器內(nèi)多種物質(zhì)的選擇截留效果.同時(shí)，研究表明，當(dāng)膜基材孔徑與膜面粒徑大小相近時(shí)會(huì)造成膜面堵塞，進(jìn)而阻礙膜生物反應(yīng)器的運(yùn)行［23］.

2.4 動(dòng)態(tài)膜過(guò)濾阻力組成分析

圖5 自生動(dòng)態(tài)膜反應(yīng)器阻力分布Fig.5 Resistant composition of the SFDM

分析發(fā)酵產(chǎn)酸自生動(dòng)態(tài)膜反應(yīng)器運(yùn)行過(guò)程中阻力的構(gòu)成及變化，可明確過(guò)濾阻力的主要來(lái)源，并進(jìn)一步控制和緩解因膜組件堵塞而造成的反應(yīng)器效率降低.為了解反應(yīng)器各部分的阻力構(gòu)成，通過(guò)清水實(shí)驗(yàn)測(cè)定得出自生動(dòng)態(tài)膜系統(tǒng)的管件阻力.運(yùn)行中的阻力構(gòu)成見(jiàn)圖5所示.

圖5（A）為自生動(dòng)態(tài)膜運(yùn)行1d后的阻力構(gòu)成，其中自生動(dòng)態(tài)膜阻力為1.05×108m-1，約占總阻力的83.3％；圖5（B）為自生動(dòng)態(tài)膜運(yùn)行10d時(shí)的阻力構(gòu)成，其中泥餅阻力增大到39.79×108m-1，占全部99.5％.由此可看出，自生動(dòng)態(tài)膜的阻力來(lái)源主要為動(dòng)態(tài)膜的截留作用.自生動(dòng)態(tài)膜生物在運(yùn)行時(shí)，比傳統(tǒng)MBR阻力減小了2～3個(gè)數(shù)量級(jí)［17］.比較發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵產(chǎn)酸自生動(dòng)態(tài)膜泥餅阻力在運(yùn)行時(shí)比水處理時(shí)約小4倍，卻幾乎占總阻力的全部.因此可推測(cè)，發(fā)酵產(chǎn)酸自生動(dòng)態(tài)膜由于膜面粘附的泥顆粒較大，形成的泥層比較松散，故而泥餅阻力較小.

2.5 動(dòng)態(tài)膜污染物質(zhì)的組分分析

大量研究表明，造成膜污染的物質(zhì)主要為胞外聚合物，包括附著性胞外聚合物（EPS）和溶解性胞外聚合物（SMP），而胞外聚合物的主要成分為蛋白質(zhì)和多糖，其占比可達(dá)70％.

圖6 自生動(dòng)態(tài)膜反應(yīng)器內(nèi)污泥組分分布Fig.6 Sludge composition in the SFDM reactor

從圖6可以發(fā)現(xiàn)，進(jìn)料污泥中，4種物質(zhì)的濃度基本為：EPS蛋白質(zhì)＞SMP多糖＞SMP蛋白質(zhì)≈EPS多糖；反應(yīng)器內(nèi)的發(fā)酵污泥中，4種物質(zhì)含量均下降，但濃度高低明顯沒(méi)有變化，說(shuō)明4種物質(zhì)均有流出反應(yīng)器；在自生動(dòng)態(tài)膜膜面上，EPS蛋白質(zhì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出其他3種物質(zhì)，結(jié)果表明，在自生動(dòng)態(tài)膜表面起截留作用的物質(zhì)主要是EPS蛋白質(zhì).上述膜面蛋白質(zhì)和多糖濃度水平符合以前研究結(jié)論［26］.然而，本研究中，膜面上蛋白質(zhì)含量為多糖含量的5～6倍，遠(yuǎn)高于其他膜生物反應(yīng)器膜面兩者的比例［27］.根據(jù)圖2B和圖2C推測(cè)，污泥發(fā)酵產(chǎn)酸自生動(dòng)態(tài)膜在運(yùn)行時(shí)更容易先截留粒徑較大的蛋白質(zhì)物質(zhì)，即EPS蛋白質(zhì)，伴隨著反應(yīng)的進(jìn)行，蛋白質(zhì)相較多糖及其他物質(zhì)積累更快，因此，膜面上EPS蛋白質(zhì)濃度遠(yuǎn)高于多糖.

3 結(jié)論

3.1 污泥產(chǎn)酸反應(yīng)器內(nèi)的自生動(dòng)態(tài)膜在3d內(nèi)基本形成，對(duì)污泥發(fā)酵液中的蛋白質(zhì)、多糖、SCOD等大分子物質(zhì)具有良好的截留作用，分別為75％、40％、45％，但對(duì)發(fā)酵液中的VFAs的截留率僅有3％，產(chǎn)物VFAs可以選擇性透過(guò).自生動(dòng)態(tài)膜產(chǎn)酸反應(yīng)器在增加污泥發(fā)酵停留時(shí)間的同時(shí)，有效分離VFAs，有助于減輕反應(yīng)器的酸抑制.

3.2 自生動(dòng)態(tài)膜反應(yīng)器在運(yùn)行過(guò)程中污泥粒徑基本分布在150μm以內(nèi)，膜面粒徑大于膜孔徑，不易堵塞膜面，反應(yīng)器的運(yùn)行阻力較傳統(tǒng)膜生物反應(yīng)器的阻力低2～3個(gè)數(shù)量級(jí)，緩解了膜污染的問(wèn)題.

3.3 自生動(dòng)態(tài)膜反應(yīng)器內(nèi)的過(guò)濾阻力主要來(lái)自于動(dòng)態(tài)膜層，占運(yùn)行阻力的80％以上，隨著反應(yīng)器的運(yùn)行，動(dòng)態(tài)膜層阻力幾乎占總阻力的100％.動(dòng)態(tài)膜污染層的主要物質(zhì)為EPS蛋白質(zhì).因此，通過(guò)控制動(dòng)態(tài)膜層中蛋白質(zhì)的濃度，即可有效延長(zhǎng)反應(yīng)器的運(yùn)行時(shí)間，控制膜污染問(wèn)題.

［1］Chanona J，Ribes J，Seco A，et al.Optimum design and primary sludge fermentation schemes for volatile fatty acid production［J］.Water Research，2006，40（1）：53-60.

［2］Lee W S，Chua A S M，Yeoh H K，et al.A review of production and application of waste-derived volatile fatty acid［J］.Chemical Engineering Journal，2014，235：83-99.

［3］Chen Y，Cheng J J，Creamer K S.Inhibition of anaerobic digestion process： A review［J］.Bioresourse Techonlogy，2008，99：4044-4064.

［4］劉 和，聶艷秋，許科偉，等.產(chǎn)乙酸耦合系統(tǒng)產(chǎn)酸及其微生物種群動(dòng)態(tài)分析［J］.中國(guó)環(huán)境科學(xué)，2008，28（4）：319-323.

［5］Yuan Q，Sparling R，Oleszkiewicz J A.VFA generation from waste activated sludge： Effect of temperature and mixing［J］.Chemosphere，2011，82（4）：603-607.

［6］Pratt S，Liew D，Batstone D J，et al.Inhibition by fatty acids during fermentation of pre-treated waste activated sludge［J］.Journal of Biotechnology，2012，159（1/2）：38-43.

［7］Zhang M J，Peng W，Chen J R，et al.A new insight into membrane fouling mechanism in submerged membrane bioreactor： Osmotic pressure during cake layer filtration［J］.Water Resreach，2013，47（8）：2777-2786.

［8］宮常修，蔣建國(guó)，楊世輝.超聲波耦合Fenton氧化對(duì)污泥破解效果的研究：以粒徑和溶解性物質(zhì)為例［J］.中國(guó)環(huán)境科學(xué)，2009，29（4）：703-708.

［9］Liang S，Luo J Q，Meng F F，et al.Effect of sludge on the filtration characteristics of self-forming dynamic membranes（SFDMs）in aerobic bioreactors： Formation time，filtration resistance，and fouling propensity［J］.Journal of Membrane Science，2013，436：186-194.

［10］Mustafa E E，Hale O，Recep K D，et al.A review on dynamic membrane filtration： Materials，applications and future perspectives［J］.Bioresource Technology，2012，122：196-206.

［11］劉宏波，楊昌柱，濮文虹，等.利用蠕蟲(chóng)實(shí)現(xiàn)自生動(dòng)態(tài)膜生物反應(yīng)器污泥減量研究［J］.中國(guó)給水排水，2007，23（5）：05-09.

［12］李 娟，張耀庭，曾 偉，等.應(yīng)用考馬斯亮藍(lán)測(cè)定總蛋白質(zhì)含量［J］.中國(guó)生物制品，2000，13（1）：118-120.

［13］國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》編委會(huì).水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法［M］.2版.北京：中國(guó)韓靜科學(xué)出版社，2002.

［14］張宏偉，雷 鳴，李 瑩，等.膜生物反應(yīng)器中污泥EPS的提取方法［J］.化工學(xué)報(bào)，2008，59（6）：1531-1534.

［15］封 莉，張立秋，馬 放，等.膜堵塞機(jī)理及膜阻力測(cè)定［J］.環(huán)境工程，2006，20（3）：75-77.

［16］Bolton G，Casse D L，Kuriyel R.Combined models of membrane fouling： Develpoment and application to microfiltration and ultrafiltration of biological fluids［J］.Journal of Membrane Science，2006，277（1/2）：75-84.

［17］熊江磊，傅大放，段文松，等.自生動(dòng)態(tài)生物膜形成過(guò)程中結(jié)構(gòu)變化特征［J］.中國(guó)給水排水，2011，27（9）：33-36.

［18］邱憲鋒，張 建，高寶玉，等.內(nèi)循環(huán)膜生物反應(yīng)器處理生活污水［J］.中國(guó)環(huán)境科學(xué)，2007，27（2）：165-169.

［19］何義亮，吳志超，李春杰，等.厭氧膜生物反應(yīng)器處理高濃度食品廢水的應(yīng)用［J］.環(huán)境科學(xué)，999，6（20）：53-55.

［20］楊 冰，許 穎，季君暉，等.琥珀酸發(fā)酵過(guò)程中的產(chǎn)物抑制特征及樹(shù)脂吸附原位分離的研究［J］.食品與發(fā)酵工業(yè)，2011，（4）：12-16.

［21］Reeta R S，Anil K P，Gwendoline C，et al.Biological upgrading of volatile fatty acids，key intermediates for the valorization of biowaste through dark anerobic fermentation［J］.Bioresource Technology，2013，145：166-175.

［22］李 溯.市政污泥厭氧酸化混合液中有機(jī)酸的分離提取研究［D］.無(wú)錫，江南大學(xué)，2008.

［23］范 彬，黃 霞，文湘華，等.微網(wǎng)生物動(dòng)態(tài)膜過(guò)濾性能的研究［J］.環(huán)境科學(xué)，2003，24（1）：91-97.

［24］吳志超，王志偉，顧國(guó)維，等.厭氧膜生物反應(yīng)器污泥組分對(duì)膜污染的影響［J］.中國(guó)環(huán)境科學(xué)，2005，25（2）：226-230.

［25］傅大放，段文松，韓林晨，等.序批式生物反應(yīng)器中自生動(dòng)態(tài)膜的成分與結(jié)構(gòu)分析［J］.化工學(xué)報(bào)，2009，60（6）：1568-1572.

［26］Wang Z W，Wu Z C，Tang S J.Extracellular polymeric substances（EPS）properties and their effects on membrane fouling in a submerged membrane bioreactor［J］.Water Research，2009，43（9）：2504-2512.

［27］Liu Y J，Liu Z，Zhang A N，et al.The role of EPS concentration on membrane fouling control： Comparison analysis of hybrid membrane bioreactor and conventional membrane bioreactor［J］.Desalination，2012，305：38-43.

Efficiencies and characteristics of self-forming dynamic membrane in separating fermented sludge for acid production.

MA Hui-jun1，HUANG Shuai1，LIU He1，2，CHEN Xing-chun1，LIU Hong-bo1，2*，BAI Jie1（1.Department of Environmenal and Civil Engineering，Jiangnan University，Wuxi，214122 China；2.Jiangsu College of Water Treatment Technology and Material Collaborative Innovation Center，Suzhou 215009，China）.China Environmental Science，2015，35（6）：1780～1785

Self-forming dynamic membrane（SFDM）was used to separate the high-concentration redusidal sludge（belong to non-newtonian fluid）with fermented for the production of volatile fatty acids（VFAs）.The efficiencies of the retaining of substrates and selective transmission of the produced VFAs by SFDM were investigated.Characteristics of SFDM resistance and composition of the pollution layer were analyzed.Results indicated the suspend solid（SS）concentration in effluent of SFDM could be remained below 1.5g /L after operated for 3days，and the retention rates of polysaccharide and protein could reach about 40％and 75％，respectively.After operated for 5days，nutrients with large molecular could be retained and the retention rate of SCOD could stable at 45％.Moreover，the productd VFAs could be selectively discharged timely and the retention rate of VFAs were just about 3％.Resistance of SFDM was mainly from membrane surface，and the pollutants are primarily extracellular protein.

self-forming dynamic membrane；sludge；fermentation；volatile fatty acids（VFAs）；separation

X705

A

1000-6923（2015）06-1780-06

馬惠君（1991-），女，內(nèi)蒙古呼和浩特人，江南大學(xué)碩士研究生，主要從事固體廢物資源化方面的研究.

2014-10-25

國(guó)家自然科學(xué)青年基金（51208231）；江蘇省自然科學(xué)基金（SBK2014020607）；江蘇省太湖水環(huán)境綜合治理科研項(xiàng)目（JSZCG2013-191）

* 責(zé)任作者，副教授，liuhongbo@jiangnan.edu.cn