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船舶含油污水是造成海洋污染的主要源头之一,为了保护海洋资源,国际海事组织(IMO)做了很严格的含油污水排放标准,研究稳定高效的治理船舶含油污水技术迫在眉睫。本文将磁技术与膜生物反应器(MBR)相结合,采用两组MBR做对比试验,反应器1投加磁粉简称MP-MBR,反应器2在投加磁粉的基础上外加磁场,考察磁场对MP-MBR除油效能及膜污染的影响,确定了最佳磁场强度及作用时间,并从多方面探讨了磁场减缓膜污染的机理。通过考察微生物种相、污泥浓度(MLSS)、污泥容积指数(SVI)等指标,待污泥驯化成熟后,向两个反应器同时投加650mg/L磁粉,考察两个反应器对CODcr、油的去除效能,确保两个反应器运行工况和处理效果保持一致。反应器2加载磁场,强度梯度为0、15、25、35、45mT,作用时间用转盘停转来控制,停转时间为2min: 1min、2min:2min、2min: 3min,考察在不同的磁场强度及作用时间时对MP-MBR去除污染物效能的影响,并实时监测MLSS和TMP的变化,最终确定磁场强度为35mT,转盘停转时间为2min: 2min为本试验的最优条件。首先考察磁场对混合液性质的影响,反应器2混合液的MLSS在第25天达到稳定,浓度为7000mg/L,比反应器1最大浓度高800mg/L且提前12天达到稳定;反应器2混合液中胞外聚合物(EPS)含量比反应器1低16.64mg/gMLSS,溶解性微生物产物(SMP)含量比反应器1低8.45mg/gMLSS,蛋白质与多糖的比例最终降低了 0.2;反应器2污泥絮体颗粒粒径从146.220μm增加至280.179μm,最大时是反应器1污泥粒径的2倍;反应器2污泥比阻比反应器1低0.09×1013m/kg,磁场提高了污泥的过滤性能;反应器2的Zeta电位绝对值比反应器1小57.17%,粘度降低了 67.02%,微生物活性提高了27.07%。磁场合理改善了混合液的性质,从而减缓了膜污染。然后对膜表面及混合液的菌群做了详细分类,证明磁场可以提高混合液和膜表面优势菌群多样性,从而提高了去除污染物能力并减缓了膜污染;分析了磁场对MP-MBR膜污染层各阻力分布的影响,磁场减缓了 TMP增长速率,清洗周期延长了7天,降低了 Rp、Rc,Rp/Rt变化不大,Rc/Rt减小,说明磁场对控制泥饼层污染作用大于缓解膜孔堵塞阻力作用。最终用扫描电镜观察新膜及污染后和清洗后的微观形貌,表明磁场可以减少粘性物质在膜表面的粘附,清洗后较大程度的恢复污染前状态;傅里叶红外光谱分析表明,磁场可以降低EPS、SMP等物质的产生,从而降低膜表面及混合液中蛋白质和多糖的含量减缓膜污染;利用粒子图像测速(PIV)技术对膜表面流场动力特性进行研究,证明磁场可以控制磁粉运动来改变液相流场及速度矢量分布,促进磁粉吸附更多的粘性物质并远离膜表面,减轻了滤饼层对膜污染的贡献,从而减缓了膜污染。