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抗生素废水中的溶媒是制药工业废水中典型的难降解污染物,已经被中国、美国和德国列入优先控制污染物,长期残存会对人体健康和生态环境造成严重影响。厌氧膜生物反应器（AnMBR）是一种新型的废水处理技术,由于膜的截留作用,具有污泥浓度高、抗冲击负荷能力强、去除效果好等优点,特别适用于抗生素废水中的溶媒等有毒有害物质的去除。因此,本论文将针对含溶媒的抗生素废水复杂水质特性,采用稳定运行与冲击变化为多重边界条件的研究方法,考察AnMBR长期运行效能与污染物去除机制,解析不同操作条件下污泥特性变化规律,揭示膜污染形成机理,为AnMBR实际工程应用提供参考依据。对AnMBR长期运行效能与污染物去除机制进行了深入研究,结果表明:启动和稳定运行期,AnMBR对含溶媒的抗生素废水具有较好的去除效果,化学需氧量（COD）和抗生素废水中的溶媒总去除率分别超过90.0%和92.0%,膜出水COD、二甲基甲酰胺（DMF）、四氢呋喃（THF）、间甲酚（MC）和异丙醇（IPA）平均值分别为269.6、22.0、6.2、18.4、1.2mg/L。在此基础上,继续考察了水力停留时间（HRT）、进水COD浓度、温度和膜面剪切速率（MSV）等关键因素对AnMBR的影响,结果表明:HRT和进水COD浓度对COD、DMF、THF、MC和IPA总去除率影响较大。当进水COD分别为5000.0、8000.0、12000.0、18000.0mg/L时,为了取得良好的去除效果,HRT最小应为18.0、24.0、36.0和48.0h。当进水COD>21000.0mg/L时,出水水质恶化,反应器效能下降。温度和MSV对COD、DMF、THF、MC和IPA总去除率影响不大,但对生物去除率和膜表面动态膜去除率影响较大。本研究同时分析了AnMBR处理含溶媒的抗生素废水的去除机制。对不同操作条件下AnMBR中污泥特性进行深入研究,考察指标包括混合液悬浮固体浓度（MLSS）、混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS）、胞外聚合物（EPS）、溶解性微生物代谢产物（SMP）、比产甲烷活性（SMA）、产甲烷菌群及污泥流变特性等。稳定运行期结果表明:悬浮污泥中MLSS、MLVSS和MLVSS/MLSS平均值分别为31.0g/L、24.7g/L和0.8,膜表面附着污泥的MLSS和MLVSS呈先增加后降低的趋势,其浓度范围分别为68.6-28.9g/m2和55.7-22.3g/m2。无论是悬浮污泥还是附着污泥中,EPS浓度均随着时间延长而下降。悬浮污泥中蛋白质和多糖的变化范围分别为67.7-30.8mg/g VSS和14.5-7.6mg/g VSS,附着污泥中蛋白质和多糖的变化范围分别为18.7-5.5mg/g VSS和9.5-3.7mg/g VSS。悬浮污泥中蛋白质/多糖先增加到5.3后又将至4.0,而附着污泥中蛋白质/多糖呈下降趋势,从1.9降至1.4。考察了MSV对悬浮污泥中SMP影响规律,结果表明:SMP随着MSV增加而增加。温度对SMA影响表明:悬浮污泥的SMA随着温度的增加而增加,而附着污泥SMA是逐渐降低的。附着污泥的SMA总是低于悬浮污泥的SMA。对不同时期产甲烷群落研究表明:启动期和稳定运行期甲烷八叠球菌为优势菌群,相对丰度平均值为22.0%和15.5%-30.0%;温度为15.0±3.0℃时,甲烷八叠球菌和甲烷微菌属为优势种群,平均值分别为28.7%和27.7%。最后应用卡森模型、幂律模型和宾汉模型,模拟厌氧污泥剪切压力与剪切速率关系,计算不同MLSS浓度、温度和MSV条件下厌氧污泥流变参数值,结果表明:低温条件下厌氧污泥的非牛顿流体特征和剪切稀化现象更加明显。在相同温度下,MSV与剪切压力显示出非线性关系。对AnMBR中膜污染形成机理进行了深入分析,考察了不同MSV、MLSS和胶体总有机碳（TOC）条件下膜通量、跨膜压力（TMP）、膜污染速率、膜污染贡献率变化规律,建立了膜污染速率通用数学模型,结果表明:无论低和高的MLSS浓度下,过滤6h后,MSV增加明显影响伪状态通量(J6h)。在MLSS为30.0g/L和MSV为2.1m/s时,得到最高的J6h和J6h/J0,在MLSS为40.0g/L和MSV为0.1m/s时,得到最低的J6h和J6h/J0。对TMP研究结果表明:当MSV=0.1m/s和0.7m/s时,MLSS对TMP影响较大,而胶体TOC浓度不起主要作用;当MSV=1.5m/s和2.1m/s时,胶体TOC对TMP影响较大,而MLSS浓度不起主要作用。在MSV为0.1-1.5m/s和同一MLSS条件下,膜污染速率随着胶体TOC增加而增加。且MLSS越高,随着胶体TOC增加,膜污染速率增加。然而当MSV=2.1m/s时,虽然膜污染速率随胶体TOC增加而增加,但不同MLSS不再影响其增加斜率。随着MSV的增加,MLSS对膜污染的贡献率逐渐降低,胶体TOC和溶解性物质对膜污染的贡献率逐渐增加。同时对比了周期性MSV运行模式与较高MSV模式对AnMBR膜污染速率和污染物去除效果的影响,结果表明,二者取得了相同的膜污染和污染物控制效果。因此,可采用周期性MSV运行模式以节约AnMBR运行能耗。