污水资源化理念推动挖掘污水中蕴藏的碳源,但由于低浓度碳源厌氧效果不佳,因此污水需要进行碳源浓缩处理。为实现兼具高效性与经济性的碳源浓缩方法,本文提出在碳源浓缩领域应用磁分离技术的思路,研发耦合活性炭吸附的强化磁分离工艺,实现污水中碳源富集分离。对强化磁分离工艺长期运行模式进行优化设计,考察工艺长期运行稳定性,继而初步探究工艺产生的浓缩碳源资源化利用潜力。通过小试试验,以出水COD、TP及絮体粒径、分形维数为考察指标,开展强化磁分离过程混凝成核核心及吸附剂对比筛选研究。首先,通过对比添加石英砂或磁粉后的混凝效果,验证磁粉具有成核核心作用。其次,以针对性解决溶解性有机物难以富集的问题,在混凝中引入吸附过程,筛选活性炭作为吸附剂。最后以提升碳源浓缩效果为目的,将强化混凝与吸附过程耦合,筛选得出磁粉耦合活性炭吸附混凝工艺的COD及TP去除率最高,分别为78%、72%,絮体粒径及分形维数最大,分别为75μm、2.62。通过中试装置试验,首先对比考察常规磁分离技术及强化磁分离技术碳源浓缩效果,结果表明强化磁分离技术可将碳源截留率提升10%。其次,探索磁分离碳源浓缩工艺的最优运行条件,基于优化参数进行中试生产性验证实验,考察工艺长期中试运行稳定性及碳源浓缩整体效果,在20 mg/L PACl、2 mg/L PAM、20 mg/L PAC的条件下,COD截留率提升到75%,TP去除率接近90%,碳源浓缩液平均浓度可达20000 mg/L。通过生化产甲烷潜力和生化产酸潜力试验,考察浓缩碳源进行厌氧消化产甲烷情况及厌氧水解产酸情况。发现相较剩余污泥,磁分离污泥的产甲烷及水解效果较好,其中强化磁分离污泥厌氧效果最好,其甲烷产率为260.63 mLCH₄/gVS、产生VFA浓度为1854.2 mgCOD/L。