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中水回用是节水环保的有效途径。膜生物反应器(MBR)是极具发展潜力的中水回用技术,但膜材料价格、膜污染及运行费用等问题限制了该工艺的发展,因此本研究拟采用廉价无纺布膜来代替传统膜应用于MBR污水处理中。然而,无纺布在应用过程中也会发生膜污染,并且出水浊度较高,需要对其进行改性。本研究拟通过动态膜生长和亲水改性来提高无纺布的抗污染性能和出水水质。分别采用硅藻土-聚乙烯醇(PVA)、硅藻土-铁氧化物和三氯化铁来改性无纺布。对改性前后的样品进行亲水角测定、红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)和拉伸强度等表征;再分别将改性与未改性无纺布应用于MBR中,考查膜污染状况及污水处理功效。研究内容主要包括以下四个方面:(1)以未改性无纺布为膜材料,构建MBR污水处理系统,分别采用内压式、外压式及厌氧/好氧(A/O)三种运行方式进行中水回用实验。结果表明“外压式”硅藻土-无纺布MBR系统容易发生膜污染;而“内压式”操作系统在较低通量条件下稳定运行,基本没有出现水头损失;A/O-无纺布MBR系统中A单元容易产生膜污染,难以应用。(2)采用硅藻土-PVA改性无纺布,其亲水角从112.71°降低到53.83°。MBR中水回用对比实验表明,在通量为6.2-16.5 L/m2h条件下,改性无纺布MBR系统运行稳定,抗污染能力强;污染物去除效果较好,平均出水COD和氨氮浓度分别在45 mg/L和2.5 mg/L以下。但此改性方法操作复杂,亲水试剂的价格相对较高,难以大规模生产。(3)采用硅藻土-铁氧化物改性无纺布,其亲水角由122.66o降低到39.33o。在通量为16.5 L/m2h的条件下,改性无纺布MBR系统运行稳定,而未改性系统出现了膜污染。两套MBR系统对COD、氨氮、色度和浊度等都有较好的去除作用,完全满足污水回用的要求。但此改性方法基本不改变无纺布纤维本身,硅藻土和铁氧化物在无纺布表面附着不牢固。(4)采用三氯化铁改性无纺布,其纤维表面特征发生变化,亲水角也有所降低。改性无纺布MBR系统在流量为14.5-41 L/m2 h的条件下稳定运行,没有出现水头损失。污水处理效果好,平均出水COD、氨氮、硝酸盐氮和的亚硝酸盐的浓度分别在27.38 mg/L、1.02 mg/L、10.19 mg/L和0.015 mg/L以下。系统出水铁、锰的离子浓度也较低(0.04 mg/L和0.02 mg/L),完全满足污水回用要求。