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膜曝气生物反应器(MABR),是由膜生物反应器发展而来的新型废水处理工艺。由于具有异相传质、膜分层结构等特点,膜曝气生物反应器常被应用于处理高耗氧污水、挥发性有机物等方面。本论文将膜曝气技术引入偶氮染料废水生物处理领域,以酸性橙7为代表染料,在避免偶氮染料脱色产物发生自氧化的前提下,实现模拟染料废水的脱色和COD的高效去除。首先构建膜曝气生物反应器,以硅橡胶膜作为透氧膜和生物载体。有效膜表面积942cm2,反应器有效体积1.5L。将接种污泥投入反应器,经过72h的曝气反应器成功挂膜,初步具有生物降解能力。然后进行染料废水对生物膜的驯化,并进行实验条件优化。结果证明反应器最佳供气气压为0.03MPa,进水葡萄糖浓度为100mg／L。稳定运行期间,反应器对100mg／L酸性橙7模拟废水的脱色率达98.5%以上,COD去除率为83.9%,反应器出水没有明显颜色。证明其处理效果强于常规活性污泥A／O工艺。通过对反应器内偶氮染料降解过程分析发现,在一个反应周期内,前6个小时主要进行葡萄糖好氧降解和染料的厌氧脱色,然后进行芳香胺的好氧降解。反应器内溶解氧基本保持在1mg／L以下。双加氧酶实验证明生物膜具有邻苯二酚降解能力,使芳香化合物的开环降解成为可能。电镜观察发现,生物膜内主要以杆菌为主,而厌氧污泥则主要以球菌为主。DGGE指纹分析发现污泥强化单菌shewanella sp. XB在生物膜和厌氧污泥均有存在,且为优势菌属之通过反应器进出水的液质联用分析发现,脱色产物对氨基苯磺酸结构稳定,未发生自氧化反应,其生物降解难度相对较大,经过MABR的处理,约有67%的对氨基苯磺酸被生物降解。酸性橙7脱色氧化溶液中检测到m／z为184的自氧化产物,其物质结构有待进一步分析。最后进行了MABR对硝基苯废水的降解实验。实验证明MABR可以有效避免常规鼓泡曝气对易挥发性有机物的吹脱作用,避免了对空气的二次污染。经过24天的污泥驯化,反应器24h对300mg／L的硝基苯去除率达94.53%。冲击试验证明MABR对进水硝基苯浓度耐受性较强。本实验首次运用MABR工艺实现了偶氮染料废水的高效脱色和降解,为偶氮染料废水的处理提供了新的方法。