生物薄膜反應器操作對生物膜組成之影響

Abstract

生物薄膜反應器 (membrane bioreactor, MBR)是使用薄膜取代傳統活性污泥處理系統中沉澱池單元。與傳統生物處理程序相比，其優點為：對有機物具有較高處理效率、所需佔地面積較小與較少廢棄污泥量…等。但在操作上所面對最大難題為薄膜積垢 (membrane fouling)，此一現象會造成操作通量的下降或透膜壓力 (transmembrane pressure, TMP)上升，因而提高操作成本。而積垢中的生物積垢 (bio-fouling)與TMP之間的關係則是本次探討主題。 本實驗藉由物化方式分析MBR槽內胞外聚合物 (extracellular polymeric substance, EPS)含量隨操作時間之變化、以分生技術分析附著生長在薄膜表面的菌相組成，並以共軛焦顯微鏡 (confocal laser scanning microscopy, CLSM)直接觀察生長於薄膜表面的生物積垢層中生物膜的組成。 MBR系統的TMP變化隨操作時間呈現三階段變化模式，且隨著污泥停留時間 (sludge retention time, SRT)上升，積垢速率下降。分析薄膜表面取得的樣品得到結果顯示Beta-Proteobacteria所佔種類最多，而在SRT 10天與30天系統的薄膜上均發現Zoogloea。以CLSM觀察結果顯示生物膜中蛋白質含量較多，但以化學方法分析直接從薄膜表面取下的樣品之結果卻顯示多醣類含量佔大部分。