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如今,我国城市规模日益膨胀,城市用地不断扩张,水体黑臭化的情况比较普遍,影响人们日常生活的感官体验,受到长期关注。本试验主要考察膜生物反应器(Membrane Bio-Reactor,MBR)工艺对黑臭水体的净化效能,研究水力停留时间(Hydraulic Retention Time,HRT)、污泥浓度、进水碱度等操作条件对除污染效能的影响;重点考察污泥基活性炭(Sludge-basedactivatedcarbon,SAC)强化MBR工艺在短水力停留时间时对黑臭水体的净化效能,对比考察两工艺对黑臭水体污染物去除过程中的污泥特性,探讨SAC-MBR工艺的优势;最后进行成套装置的研发。研究结果表明,在一定范围内(8-4h),MBR工艺对黑臭水体的净化效能良好,对COD、氨氮的去除率分别为92.1%、93%。当HRT缩短至2 h以下时,由于溶解性有机物的快速积累,跨膜压差会迅速增大到8-12kPa以上,MBR工艺对黑臭水体的净化效能较差且不稳定。HRT=1 h时,MBR工艺对COD、氨氮的去除率下降到了最低点,分别为52.9%、65.0%。在一定范围内(2.0-8.0 g/L),污泥浓度对COD去除效能的影响不大。污泥浓度的升高能小幅度提高MBR工艺对氨氮的净化效能,但是过高的污泥浓度(≥8.0g/L)会抑制硝化细菌活性,进而影响到氨氮去除率。当进水中的碱度不足以支持高浓度氨氮的硝化时,碱度成为氨氮去除率的控制因素。MBR工艺对黑臭水体中溶解氧以及透明度的改善效果非常明显,小部分情况下,出水会有微弱臭味。SAC强化MBR工艺对黑臭水体污染去除效能研究的试验结果表明,在HRT=1 h时,SAC-MBR工艺对黑臭水体污染去除效能表现优异,对COD、氨氮的平均去除率较MBR工艺分别提高了 21.5%、21.3%。对致臭物质(甲硫醇、二甲基硫醚、二甲基三硫醚等)的截留能力也有相应提升。通过通过对SAC的结构分析和对污泥特性的研究,发现SAC表面富有好氧酸性官能团和碱性官能团,容易吸附水、游离细菌和有机物,以SAC颗粒为核心形成多个结构较为密实的污泥絮体,污泥粒径较MBR工艺稍大,有利于提高膜通量,吸附有机物以及抑制膜污染。本试验最后以100 t/d的处理规模,进行了 SAC-MBR工艺对黑臭水体去除污染的成套装置研发和设计。