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本文研究了低强度超声波强化作用下,利用膜生物反应器(Membrane Bioreactor)工艺降解2,4-二硝基甲苯(2,4-DNT)废水,通过优化超声参数,包括超声时间、超声周期、超声强度和超声频率,考察COD的去除和2,4-DNT的降解效果。在得出最佳超声组合的基础上,长期连续稳定运行,改变营养元素COD:N: P的比例,考察反应器运行效果,并利用变性梯度凝胶电泳(DGGE)考察反应器中微生物群落结构的变化,为超声波强化技术应用于实际的工业废水处理提供一定的理论依据和参考。①不同的超声参数组合,对强化MBR处理2,4-DNT废水效能有很大影响。最佳超声组合为：超声频率35KHz,超声强度140w,超声时间20min, LIU-MBR (Low Intensity Ultrasound-MBR)的出水COD去除率比MBR高39.57%,2,4-DNT的降解率90%以上。通过连续施加超声,低强度超声减小了污泥粒径,降低了污泥的沉降性能,对污泥浓度(MLSS, mixed liquid suspended solids)没有明显的影响。②胞外聚合物(EPS)的主要贡献是结合态EPS。由于蛋白是膜污染的主要成分,LIU-MBR的溶解态蛋白和化合态蛋白浓度均小于MBR,低强度超声强化作用抑制了膜污染。③在营养元素比例正常阶段(COD：N：P=100：5：1),LIU-MBR的上清液COD、膜出水COD、2,4-DNT的浓度均小于MBR, LIU-MBR的上清液COD去除率比MBR的高12.8%,2,4-DNT降解率比MBR高23.7%。限氮阶段(COD：N：P=100：1：1)和限磷阶段(COD:N:P=100:5:0.5),污泥混合液中EPS浓度增加。通过扫描电镜观察膜片,各个阶段LIU-MBR膜片的污染程度小于MBR,膜片污染严重程度依次是限磷阶段、限氮阶段、正常阶段。④随着营养元素比例COD: N: P的改变,LIU-MBR中微生物群落多样性呈现逐渐递减的趋势,最终形成以Uncultured Sphingomonas sp.和Uncultured beta proteobacterium为主的简单微生物群落结构,且微生物的数量基本趋于稳定。