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伴随膜生物反应器(Membrane Bioreactor, MBR)技术的工程化应用,膜污染始终是困扰其效率和经济性的关键问题。作为缓解膜污染的常用措施之一,超量曝气不仅直接影响MBR中的污泥粒径、相对疏水性、SVI等污泥性质,从而影响污泥的后续脱水,而且还与MBR工艺的能耗及其碳足迹息息相关。针对目前MBR工艺中膜污染防治高度依赖超量曝气,缺乏行之有效的低能耗膜污染防治措施等问题,揉合碳足迹理念,以节能减碳为引导,开展MBR工艺气水比对污染物去除效果、污泥性质及膜污染的影响研究,并对其碳足迹进行初步核算,将引领我国污水回用领域实现由单纯的水质达标向低碳低能耗的升级跨越。本文以处理模拟生活废水的MBR为研究体系,系统考察了气水比对MBR运行特性及碳足迹的影响,主要研究内容及结果如下:(1)气水比对MBR处理效果的影响研究。气水比对COD去除影响很小,去除率始终维持在90%以上,一方面由于降解有机物的异养菌受溶解氧浓度影响较小,另一方面,膜将部分大分子有机物截留在反应器中,使得出水COD基本稳定。气水比对氮的去除影响较大,氨氮的去除率随着气水比的提高而增加,总氮的去除率在溶解氧浓度0.8 mg·L-1时最高。不同气水比条件下总磷的去除率均不高。提高气水比可缓解膜污染。(2)气水比对MBR中EPS含量及其分布的影响研究。随气水比升高,反应器上清液及污泥中的LB-EPS含量均降低,但污泥总EPS含量变化不大。上清液中EPS及污泥中EPS均以多糖为主。与反应器中EPS组成及含量的变化规律不同,随气水比升高,膜污染层中溶解态及总EPS含量均升高,其组成均以蛋白质为主,气水比为75:1时,膜面污染层溶解态EPS中蛋白质与多糖的比值在1.1-2.0之间,总EPS中蛋白质与多糖的比值在1.0-1.8之间。(3)气水比对MBR中污泥性质的影响研究。气水比对污泥浓度的影响不大,而随气水比增大,污泥MLVSS/MLSS比值从0.83增加到0.88,反应器中溶解氧也有所升高,污泥脱氢酶活性和比耗氧速率随之上升,污泥活性良好,同时,污泥Zeta电位呈现上升趋势,由-38.5 mV上升到-32.1 mV,污泥平均体积粒径则从60μm增大到120μm,污泥Zeta电位与膜污染呈现出良好的负相关性。(4)气水比对MBR碳足迹的影响初探。碳足迹初步计算结果表明,随气水比增加,MBR体系处理模拟生活污水的碳足迹随之增加,主要来自不同曝气强度下电耗的CO2排放量,气水比为45:1时,碳足迹最小,为4.67 g·gCOD(-10。