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现有污水生物处理技术(如传统活性污泥法)能耗高、碳排放量大,且由于有机质矿化和营养物质(氮和磷)去除导致资源能源回收率低。因此,在全球能源危机和气候变化的情况下,开发一种符合可持续发展理念的污水处理新模式尤为迫切,如采用短程处理技术(如物理化学过程)而不是传统的生物手段,在实现污水处理的同时有效回收利用资源。基于此,研究者开发各种新型处理方法以减少能耗、实现净产能、回收营养物质以及水资源,提出将有机物浓缩回收作为提高能源回收的预处理步骤。为此,本研究在批式与连续工艺试验的基础上,构建一种新型两级活性炭-动态膜过滤(PAC-DMF)复合工艺用于生活污水的资源化处理,主要研究成果如下:论文利用混凝批式试验对比了聚合氯化铝(PACl)、氯化铁、硫酸铝、聚合氯化铝铁4种常用的混凝剂在不同投药量条件下,对生活污水中COD去除率变化和药剂负荷变化趋势,以及选择吸附能力较强的硅藻土和粉末活性炭(PAC)作为复合混凝剂,考察其对生活污水中溶解性有机物的截留效果的提高,筛选出PACl复配PAC作为最佳投加药剂。动态膜过滤批式试验在混凝试验基础上以恒通量(5060 L/m2·h)、低TMP(小于15 kPa)运行条件筛选动态膜预涂剂,分别考察投加PAC、PACl以及混合投加PAC+PACl时混凝动态膜的TMP、通量和出水浊度变化规律,试验最终选定投加PAC作为最佳预涂剂。动态膜过滤试验选用三种膜基材,分别为尼龙网、钢丝网以及无纺布,考察清水膜通量以及有机物截留能力,经过一系列预实验筛选后选取尼龙网300目和500目分别作为两级动态膜形成的支撑材料进行后续试验。两级PAC-DMF工艺的构建与优化试验,采用PAC作为载体预涂剂,以提高动态膜形成和有机污染物截留,研究了PAC的粒径和投加量,以及第一级反应器连续运行模式。第一级动态膜反应器出水水质稳定,浊度在5070 NTU,在单周期过滤试验中,有机物截留率达到74%82%,浓缩液COD值高于3000 mg/L。第二级动态膜反应器中,经测定出水COD(<70 mg/L)和浊度(520 NTU)均较低,证明了水质和有机物截留的进一步增强,同时,二级出水富含氮、磷等营养物质,适合于农业或园林灌溉。浓缩产物的产甲烷潜能分析试验中,单周期运行结束可有效富集有机物至浓缩液中,一级浓缩液筛分前COD值在3500 mg/L左右,经筛分后COD值在1700 mg/L左右,二级浓缩液筛分后COD值在1100 mg/L左右;第一级动态膜反应器浓缩液可作为厌氧消化基质,具备良好产甲烷潜力,浓缩液筛前、筛后以及筛后沉淀作为基质的产甲烷潜能分别为195、215及271mLCH4/gCOD。研究结果表明,开发的两级PAC-DMF系统是一种具有应用前景的污水资源化处理新工艺。