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膜生物反应器(MBR)因膜污染严重,膜组件昂贵、运行费用高等问题具有一定的局限性,而动态膜生物反应器(DMBR)具有造价低、通量大、清洗简单等特点而受到广泛关注。本研究采取颗粒活性炭(GAC)复合DMBR工艺处理实际生活污水,在通过批式实验对GAC-DMBR复合工艺优化的基础上,考察连续运行条件下投加GAC对污水处理性能、污泥混合液和动态膜性质、微生物群落分布以及动态膜过滤行为的影响,为GAC-DMBR复合工艺的实际应用提供参考。取得的主要研究成果如下:(1)在批式实验中研究了不同膜基材孔径(200、300、500目)、颗粒活性炭(GAC)投加量(0.5、1、2、3 g/L)对GAC-DMBR复合工艺的影响。结果表明,不同孔径膜基材下反应器对污染物的去除效果无显著差异,而膜基材孔径为200目时出水通量最大,运行120 min后GAC-DMBR的通量为65 L/m2·h;开展不同GAC投加量的批式实验研究,发现GAC投加量为2 g/L时处理效果和过滤性能最优。(2)在连续工艺实验中构建了不投加GAC和投加2 g/L GAC两组DMBR进行对比研究(分别为C-DMBR和GAC-DMBR),恒定重力水头(20 cm)过滤模式下的实验结果表明:在运行的前25天,对于每一个运行周期,GAC-DMBR出水浊度整体低于C-DMBR,运行至5 min时C-DMBR出水浊度降至5 NTU以下,而GAC-DMBR可降至3 NTU以下,运行周期结束时稳定在1 NTU左右,C-DMBR和GAC-DMBR的通量分别维持在4-22 L/m2·h和13-35 L/m2·h,表明投加GAC提高了出水通量。25天后,稳定出水浊度无明显变化,在每个周期运行结束时GAC-DMBR出水通量有所降低但仍高于C-DMBR。投加GAC后出水中污染物的浓度有所降低,强化了系统的除污效果,动态膜对COD和TP具有一定的截留作用,而对NH4+-N、UV254等溶解性物质的截留效果较低。(3)在连续工艺实验过程中,重点探讨了GAC对污泥和动态膜性质、动态膜过滤行为以及微生物群落分布的影响。污泥混合液粒径分析结果表明在256-1512μm范围内GAC-DMBR体积分数明显大于C-DMBR,表明活性污泥能够以GAC作为骨架而形成更大的污泥絮体。胞外聚合物(EPS)和溶解性有机物(DOM)特性分析发现投加GAC后降低了混合液中的溶解性EPS(SEPS)含量,改善了污泥混合液的性质。通过分析动态膜的形貌特征、有机组分和无机组分,发现相对于C-DMBR,GAC-DMBR的动态膜表面较为粗糙,C元素的相对含量增大,且SEPS含量降低,表明GAC在动态膜上的沉积改善了动态膜结构,有效减轻了有机组分对动态膜造成的污染。经典恒压过滤模型分析表明,C-DMBR动态膜的过滤行为最符合中间过滤模型,而GAC-DMBR最符合滤饼过滤模型,进一步阐明了GAC对动态膜结构、过滤性能的改善具有重要作用。微生物群落分析表明,投加GAC后,变形菌门的相对丰度下降,拟杆菌门等细菌的相对丰度增加可能缓解膜污染,改善动态膜的过滤特性,并且GAC作为载体为微生物提供了好氧/厌氧的生存环境,有利于污染物的去除。