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正渗透膜生物反应器(Osmosis Membrane Bioreactor,OMBR)由于无需外加压力,仅依靠FO膜两侧的渗透压差驱动运行和FO膜的高截留性能,相比传统膜生物反应器(Membrane Bioreactor,MBR),具有更低的能耗、更小的膜污染趋势以及更高的产水水质等特点,受到研究者的广泛关注。然而,OMBR中汲取液的反向盐渗透和膜污染导致的膜通量衰减以及汲取液的回收与分离等问题成为制约OMBR应用推广的关键。本文以处理模拟城市生活污水的分置式OMBR为依托,借助两种不同汲取溶质,考察了汲取液对OMBR的运行效果、盐度积累情况及FO膜污染影响。此外,为了回收浓缩汲取液和分离清洁水,将OMBR和反渗透(RO)结合形成组合工艺,探索RO对两种汲取液回收的影响。获得的主要结果如下:(1)以无机盐氯化钠溶液为汲取液,采用三醋酸纤维(CTA)材质和聚酰胺复合薄膜(TFC)材质的两种FO膜单独运行OMBR。结果表明两种材质的FO膜运行时通量变化情况基本一致,但是TFC-FO膜的反向渗透量更低,CTA-FO膜的高反向盐渗透不利于反应器中微生物的生长。在以TFC-FO膜运行OMBR时,可以发现两种不同的错流速度(100 L/min和200 L/min)条件下,200 L/min的错流速度得到的水通量更高。(2)单独采用0.5 M的NaCl和0.3 M的EDTA-2Na作为汲取液(两种溶液的渗透压相同),在相同的条件下单独运行分置式OMBR处理模拟城市生活污水,确定采用TFC-FO膜,错流速度为200 L/min,SRT为30 d。考察了两种不同的汲取液对OMBR运行性能及膜污染影响。结果表明,EDTA-2Na作为汲取液时的水通量更高,反向盐渗透量更低,有效缓解了反应器盐度积累的问题;同时减缓了反应器中活性污泥浓度降低的幅度,减少了微生物分泌物EPS的含量,降低了FO膜的无机污染。此外,两种汲取液运行OMBR时对TOC、TN、氨氮和TP等营养物均有很高的去除效率,分别达到了 94.6%、96.5%、64.7%和99.2%,这种去除能力依靠活性污泥的生物处理能力和膜的截留性能,与汲取液种类无关。(3)通过RO分别对两种汲取液单独运行的OMBR的汲取液进行回收和分离清洁水。在OMBR的基础上偶联一个RO装置,对汲取液进行回收和分离。OMBR-RO组合系统对生活污水中TOC和TN去除率均达到了 98.1%以上,对氨氮和TP具有100%的去除率。RO对两种汲取液的回收效率不同,EDTA-2Na作为汲取液时RO回收率为97.1%,远高于NaCl作为汲取液时RO时的回收率(69.6%)。同时,对FO膜支撑层造成污染的是附着在FO膜表面的汲取溶质,富集在汲取液中的污染物尚未发现对FO膜污染造成影响。