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膜生物反应器(MBR)以其结构紧凑、处理效率稳定、污泥产率低等优点得到了广泛关注。然而,膜污染严重制约了MBR的进一步发展和应用。电场控制膜污染是一种新兴的污染控制方法,已报道的关于外加电场MBR的研究尚存在电场功能单一,膜污染控制机理不明确等问题。因此,本论文选取机械强度大、抗腐蚀能力强的陶瓷膜构建膜-阴极一体化的膜组件,优化电极结构,设计并搭建不同阴极和阳极材料的外加电场陶瓷膜MBR装置,从污染物的去除效果、膜污染控制等方面进行研究,并研究自身产电的生物电化学MBR的运行效果和膜污染缓解情况。通过小试实验搭建了3套阴阳极不同的外加电场MBR,与传统MBR对比研究其污染物的去除效率和膜污染缓解情况。试验结果表明:Fe/Ti-MBR具有较低的跨膜压差和较高的除磷效率。外加电场MB与传统MBR都具有较高的污染物去除率,同时外加电场MBR在运行过程中膜污染得到有效缓解。四个MBR装置出水COD的去除率均可达到94%以上,NH4+-N的去除率均可达到93%以上。Fe/Ti-MBR的TP浓度与其他3个装置相比显著降低,且在达到膜清洗的时刻,Fe/Ti-MBR跨膜压差比传统MBR降低38.1%。分析电场作用下污泥性质变化,混合液性质变化,滤饼层变化以及电场力与膜污染的关系,探究膜污染缓解机制。试验结果表明:Fe/Ti-MBR中电场力和电极释铁的联合作用导致膜污染降低。以石墨为阳极的外加电场上清液有机物质浓度较高,但滤饼层污染较小,C/Cu-MBR和C/Ti-MBR缓解膜污染主要依靠电场力的静电斥力;以活泼金属为阳极的Fe/Ti-MBR中较高的污泥粒径与其较低的zeta电位表明系统中存在絮凝作用,释放的亚铁离子能够与上清液中SMP反应降低上清液中污染物质的浓度。为避免消耗额外的能量控制膜污染,构建生物电化学E-MBR装置。试验结果表明:E-MBR利用污水中微生物产电与原位利用,在不影响污水处理效果的基础上能有效缓解和控制了膜污染。E-MBR出水中的COD和NH4+-N与传统MBR相比没有太大差异,且膜污染速率比MBR工艺降低25.6%,有效延长膜运行周期。E-MBR中污泥粒径增大,污泥混合液SMP和EPS含量较低是导致膜污染降低的主要原因。