膜生物反应器（membrane bioreactor,MBR）作为一种新兴的废水处理工艺,它结合了传统的活性污泥处理技术和膜过滤技术。在日益严格的污水排放标准和环境保护意识日益提高的大环境下,MBR工艺拥有优良的出水水质、生物量高、剩余污泥产量低、抗冲击负荷强、占地面积小等独特的优势。然而,膜污染问题依然是阻碍MBR工艺广泛使用的最大屏障。近年来的大量研究表明,通过向MBR中投加各种有机/无机絮凝剂能有效减缓膜污染。但絮凝剂在持续运行中会逐渐失效,需要长期补充,造成了运行成本的增加。同时,絮凝剂的存在对微生物活性具有不利影响,导致污染物去除率降低。Fe₃O₄颗粒（MP）具有较高的比表面积,且易从水体中分离出来,近年来作为吸附剂被广泛的应用于水处理领域。有研究指出MP作为导体材料能够增强电子传递效果、提高微生物活性,从而强化微生物对溶解性微生物产物（SMP）的利用,最终降低MBR系统的膜污染。本研究将可生物降解碳源（纤维素、淀粉）和Fe₃O₄颗粒结合,通过制备Fe₃O₄包碳材料并用氨基基团改性,在Fe₃O₄颗粒强化微生物活性的基础上,进一步增强其生物絮凝作用。通过投加Fe₃O₄颗粒,强化微生物对SMP降解效率,促进污泥絮体团聚作用,实现对MBR中膜污染的减缓。通过SEM-EDS、XRD、FTIR、Zeta电位分析、N₂吸附—脱附等技术对制备得到的改性Fe₃O₄包碳材料进行了性能表征。结果表明,可生物降解碳源成功包裹在Fe₃O₄颗粒外层,材料具有较高的比表面积以及较高密度的表面正电荷。在MBR连续性实验中发现,投加改性Fe₃O₄包碳材料的MBR反应器膜污染速率大大降低,其中Fe₃O₄氨基淀粉颗粒减缓膜污染效果最好,它的平均运行周期是空白对照组的两倍。与空白组相比,投加改性Fe₃O₄包碳材料中微生物脱氢酶活性都增加了40%以上,这有利于降低污泥混合液中的溶解性微生物产物（SMP）和胞外聚合物（EPS）浓度（其中SMP降低了15%以上,EPS降低了11%以上）。可生物降解碳源的包裹对促进污泥絮体团聚具有重要意义。Fe₃O₄氨基淀粉颗粒的投加显著促进了污泥絮凝效果,反应器内污泥絮体粒径比空白组增大54%以上,这大大降低了膜孔堵塞的可能性,进一步减缓了膜污染。基于高通量测序的菌群结构研究表明,投加Fe₃O₄包淀粉的反应器中,具有淀粉降解能力的Flavobacterium sp（黄杆菌）得到富集,Flavobacterium sp作为产EPS菌在运行中提高了絮体污泥中EPS含量,增加了污泥疏水性和团聚效果,进而提高了污泥絮凝效果和污泥粒径。