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随着中国海水养殖业的迅猛发展,沿海育苗场及养殖场废水排放量与日俱增,近海水域环境严重恶化。为了保护海洋环境,减少疾病传播,海水集约化养殖废水经处理后方能排放已成为海水养殖业发展的必然趋势。膜生物反应器作为一种把污水生物处理技术和膜分离技术结合而成的新型污水处理与回用工艺,具有对污染物去除效率高、剩余污泥量较少和出水水质稳定等优点,在传统生活污水、工业废水、畜禽废水处理等领域内已得到应用。但是,长期作用下造成膜孔易堵塞或者形成滤饼层,最终导致膜通量的大幅度下降、清洗费用及运行费用的成本提高等一系列问题,严重影响了MBR处理污水效果。针对如何解决这一问题,本文通过添加粉末活性炭(PAC),来改善活性污泥特性,最终达到减缓膜污染、延长膜生命周期的目的。同时,针对海水的盐度效应和海水养殖废水的污染结构特点,重点考察了活性炭的添加对膜生物反应器抗盐度波动、pH波动的影响,以及在低C/N比下(氨氮的积累)对MBR处理效果的影响,通过COD、氨氮、亚硝酸盐氮、溶解性有机物、胞外聚合物的含量及膜通量等指标,定量评价PAC投加对膜生物反应器处理海水养殖废水的改善效果,并确定活性炭的最佳的投加量。结果表明:(1)PAC投加量为1g·L-1时,膜生物反应器的COD去除率达96%,氨氮的去除率达99%,亚硝酸盐氮出水浓度小于0.05mg·L-1,说明PAC/MBR适合于海水养殖废水,效果显著;(2)盐度冲击降低了MBR对污染物的去除能力,粉末活性炭的添加强化了MBR对污染物的去除效果,使絮体中EPS含量增加,污泥颗粒尺寸增大,污泥疏水性增强,有利于减缓膜污染,说明PAC强化了MBR对盐度的冲击;(3)当pH由6.8-7.5上升到9.5时,MBR亚硝酸盐含量则有增加的趋势,弱碱条件下,恶化了污泥混合液的可滤性能;PAC/MBR出水亚硝酸盐含量则逐渐降低,硝化反应顺利进行,PAC提高了硝化菌的活性,强化了MBR对pH冲击;(4)在低C/N下,微生物在PAC上以生物膜形式生长,可以提高对有毒物质的抵抗能力,有利于硝化菌微生态系统的建立。PAC/MBR膜通量由最初的132L/m2h·bar降到72L/m2h·bar,而MBR降到36.6L/m2h·bar左右,MBR的通量下降幅度明显;PAC吸附的有机物为反硝化提供碳源,利于反硝化的进行,使硝化反硝化同步进行。对于MBR,在碳源不足的情况下,反硝化作用受阻。