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膜生物反应器(MBR)作为目前环境中水处理和资源回用领域备受青睐的新型废水处理技术,具有出水水质稳定、能耗低、自动化、结构紧凑和占地面积小等技术优势,其应用和研究也日趋广泛。然而,提高MBR系统在运行过程中的效果和解决严重的膜污染问题,尚有诸多问题亟需研究,诸如,在清洗及运行过程中需要耗费大量的能源及化学药剂,存在着能耗高、潜在二次污染以及成本费用高等问题,严重的膜污染问题会对运行效果产生影响,势必成为了制约MBR及其进一步发展的主要障碍。利用MBR系统和电絮凝进行科学组合,既能达到缓解膜污染的目的,又能提高运行处理效果,相关研究备受重视,本研究拟深入探究和实现电场驱动下电絮凝(EC)作用对MBR系统运行效果的影响机制及特性的研究,本文开展了相关研究并得出以下研究结果:(1)本实验研究设置了不同的供电条件,探究电絮凝作用对膜生物反应器运行效果的影响,其中包括直流电源提供的1 V,3 V,5 V恒定电压和0.15 A恒定电流,18 V/10 W太阳能电池板的波动电压共五种供电条件。在直流电源提供的0.15A恒定电流和18 V/10 W太阳能电池板的波动电压条件驱动的电絮凝作用下膜生物反应器分别运行14天和20天,与其它条件下膜生物反应器的运行状况相比,运行期间的膜污染现象明显减轻,这是有效的电絮凝作用下污泥膨胀的抑制和污泥过滤比阻(SRF)的降低同时综合作用下的结果体现。对膜生物反应器施加电絮凝作用后,适当的供电条件可以很好地抑制丝状细菌引起的污泥膨胀现象,膜污染减轻的另一个原因是污泥和滤饼层的SMP和LB-EPS中蛋白质和多糖的减少。(2)电场驱动的电絮凝作用,除了减缓膜污染,同时还可以提高废水中污染物的去除效率,对于PO43-的去除效果最为明显。本研究中模拟废水在不供电条件下对NH4+-N的去除效率为42.2%,而电絮凝条件存在后对NH4+-N的去除作用表现更为明显,去除效率在62.87%~86.84%,大部分高于80%;TOC的去除效果在全部运行阶段内都保持在90%以上的较高水平;不供电时废水中PO43-的去除率仅为3.72%,但随着电压的升高,去除效果逐渐增强,在直流电压提供的5 V恒定电压条件下,PO43-的平均去除率为92.45%,该结果与Fe2+的释放量有关,所以在太阳能电池板的波动电压条件实验结果产生不同。(3)电絮凝条件下,会改变生物特性。不施加电场条件时活性污泥的OTU数量与初始污泥相比没有明显的差异变化,当施加电絮凝条件后,OTU数量和ACE指数不断减少,之后稳定在一个较低的水平,但Shannon指数整体差异不显著。这表明尽管在操作期间EC-MBR的群落丰富度降低,但群落多样性可以保持良好。电絮凝可以将丝状细菌包裹入污泥颗粒中,然后消除其对膜污染的影响。通过生物测序结果,分别从门、科、属水平进行了细菌种群相对丰度的分析,进一步揭示了膜污染结论,同样表明丝状菌并没有被电絮凝消灭,而是被絮凝剂包裹入污泥颗粒中。虽然丝状菌的相对丰度较高,但其却对膜污染的影响有所减轻。