本实验基于氧化沟与膜过滤这两种污水处理工艺,设计了一种新型的污水生物处理装置,在循环沟渠中置入平板膜组件,膜组件下方装有曝气管,四个潜水推流装置在反应器中等距排列,使整个体系在连续进出水的模式下形成循环流,故称其为连续循环流膜生物反应器(Continuous Circulation Flow Membrane Bioreactor,CCF-MBR)。与传统的MBR相比,既可以将膜的高效截留作用与氧化沟同步硝化反硝化作用结合起来达到的理想的污水处理效果,同时又可以大大减少能耗和膜污染。本文着重于详细分析CCF-MBR的各项运行效能,包括污泥混合液的物理、化学、微生物特性以及在内部特征与外部运行条件改变的共同作用下的造成膜污染变化的关键影响因素分析,旨在为该工艺今后能广泛应用于实际工程实践当中提供有力的技术支持。CCF-MBR的设计、加工、装配及调试期共持续了120天,与此同时也进行了丝状菌颗粒化培养的预实验和反应器正式运行前期的准备工作。整个试验由于外部研究条件的变化,将反应器启停两次,第一次正式运行80天;第二次正式运行100天。后文将这两次正式运行的实验称之为实验一和实验二。实验一主要研究在外部运行条件(主要包括温度和进水浓度)变化的情况下对污泥混合液的物理化学特性及微生物群落组成有何影响,从而得出影响膜表面污垢变化的关键因素。根据实验目的需要设定三种温变情况:上升、骤降和恒定阶段。并运用多种表征方法对膜表面污染物质的成分进行了分析,结合整个反应体系内外指标的变化数据得出膜表面形成不同颜色滤饼层的原因主要是外因温度引起内因污泥浓度、胞外聚合物和微生物群落组成发生变化的结果。实验二主要研究在改变推流装置的情况下,通过调节叶轮转速,不仅能维持反应器体系的运行效能的稳定,还有效的改变了膜组件周围的水流状态从而增加了污垢层的附着难度,显著提升了膜通量。为了保持相对稳定的F/M比,需根据生物量的增长来调节进水的COD浓度,并始终保持碳氮磷比为100:5:1。同时,在日常镜检和粒径分布的测定中发现了桨叶附近的污泥样品会随着运行时间的增加而逐渐团聚,提升了混合液的沉降性能。综上,本试验证明了自主设计的氧化沟型膜生物反应器不仅有优良的污水处理效能,实现了在进水负荷冲击较大的情况下仍能保持COD95%以上的去除效果和总氮90%以上的去除率,并能在纵向曝气与切向冲刷结合的水力学条件下有效的减缓膜污染,这一技术在污水处理进程中具有重要的参考价值和广阔的应用前景。