反渗透技术(RO)是煤化工废水回用的核心关键技术之一。反渗透系统运行过程中会有大量产生浓水(ROC)产生，在其浓水中富集了大量的难降解污染物质，若不经过合理处理，会给下一阶段的工艺带来严重负担。膜曝气生物膜反应器(MABR)是一种将生物膜和气体膜耦合到一起的新型污水处理技术，它凭借无泡曝气、污染物去除能力强、能耗低等诸多优势在污水处理领域有着十分广阔的应用前景。
　　本研究首先对特定煤化工反渗透浓水进行了水质分析，然后依据水质分析结果及MABR性能特点，构建了三级MABR实验装置系统。采用循环挂膜法培养挂膜，通过调节原水与人工配置营养液的比例逐步驯化生物膜，同时监测驯化过程中的化学需氧量(COD)和总氮(TN)等参数监控挂膜与驯化过程。水质分析结果表明，该污水碳氮比低、可生化性差、盐度较高；三维荧光光谱显示其溶解性有机物中的主要成分为腐殖酸。通过对驯化过程的观察和水质监测，MABR生物膜中的微生物能够快速适应水质的变化。
　　以驯化后的三级MABR装置为基础，系统考察了膜曝气压力、温度、水力停留时间(HRT)等运行参数对该MABR系统处理煤化工反渗透浓水效果的影响及其规律。结果表明，通过合理调控HRT、曝气压力、温度及回流比等运行参数，MABR能发挥出最优异的处理效果。当MABR#1、MABR#2和MABR#3的曝气压力分别为14kPa、20kPa和25kPa、温度保持在21℃、HRT为24小时、回流比为100%时，MABR系统的COD、NH4+-N、NO3--N和TN的去除率为69.4%、81.0%、54.5%、54.3%。
　　在完成运行参数的考察后，利用16srDNA高通量测序技术对各个反应器内生物膜中的微生物多样性和群落结构进行了分析测试。结果显示，Shannon指数较大，MABR系统内包含多种微生物，且微生物的群落结构复杂；总的来看隶属于Proteobacteria的Alphaproteobacteria(α变形菌纲)，Betaproteobacteria(β变形菌)，Gammaproteobacteria(γ变形菌)，以及Sphingobacteriia(鞘氨醇杆菌)在污泥及生物膜中均属于丰度相对较高的菌种。活性污泥(HLWN)的主要优势菌群是Betraproteobacteria(β变形杆菌)，Sphingobacteriia(鞘脂杆菌纲)和Alphaproteobacteria(α变形菌)，其丰度分别为31.16%、18.47%、10.95%。而生物膜(R4)中的优势菌群是β变形杆菌，Proteobacterium(γ变形杆菌)和Gemmatimonadetes(芽孢杆菌)，其丰度分别为19.66%、14.31%和9.05%。
　　最后，通过仿真平台模拟利用三级MABR工艺处理100m3/d煤化工反渗透浓水的工艺条件、设计参数和运行结果。模拟结果表明，利用MABR工艺处理煤化工反渗透浓水具有工程可行性。
　　本论文系统研究了MABR处理煤化工反渗透浓水的工艺参数及技术可行性，为相关污水处理提供了可借鉴的思路。