本文选用一体化膜-序批式生物反应器(Submerged Membrane Sequencing Batch Reactor，简称SMSBR)处理焦化废水这种高氨氮、有毒难降解有机废水。研究从 工艺效果和膜污染防治两方面入手考察工艺的可行性。工艺研究主要考察对有机物 和氮的去除作用，以及工艺运行中污泥特性的变化。膜污染防治研究是考察向生物 反应器中投加粉末活性炭(PAC)后所形成的生物活性炭(BAC)污泥对膜污染的 防治效果，并通过污泥的死端过滤特性(阻力分布、堵塞和沉积作用等)来反映膜 污染机理及其改善作用。研究结果表明：(1)工艺在600天的泥龄下运行时，体现 出延时曝气的特征，平均污泥负荷为0.102kgCOD/kgMLSS.d；以“缺氧-好氧”方式 对有机物的去除作用表明：当HRT为32.7h时，要使出水COD达到低于100mg/L 的排放标准，容积负荷应低于0.67kgCOD/m3d；去除有机物关键在于生物反应器， 膜分离则直接地和间接地起到了强化作用：直接作用体现在对生物反应器出水有机 物有一定的截留作用，并在污泥特性发生变化的情况下保证了出水水质的稳定性； 间接作用体现在由于膜分离富集了污泥浓度，使传氧效率下降，使好氧段发生了同 时硝化反硝化作用，从而使有机物的利用得到加强；膜对废水中有机物的截留作用 并未导致这些物质在反应器内的不断积累，而是在后续的反应中得到降解；经过长 期的运行，细胞残留物和微生物内源呼吸代谢产物积累并达到一定的平衡浓度 (80.8～83.8mgCOD/L)，由于膜对这些物质的截留保证了出水水质。(2)硝化研究 结果表明：在保证系统温度、碱度、溶解氧浓度和不受进水COD负荷冲击的情况下， 出水NH3-N可降至1mg/L以下，但硝化过程中NO2-N大量积累而NO3-N浓度很低， 创造了稳定、高效的短程硝化作用，平均NO2-N/NOx-N高达91.3％，推断是由于泥 龄长，细胞残留物和微生物内源呼吸的代谢产物抑制了硝酸盐细菌所致。(3)反硝 化研究表明：好氧段具有明显的反硝化作用，在“缺氧-好氧”运行过程中，好氧段 出水相对缺氧段出水对TN的平均去除率为32.1％，占总去除率的一半；在“缺氧1- 好氧-缺氧2”运行方式进行短程硝化反硝化脱氮研究中，“缺氧2”的HRT应大于 8.44h，相应反硝化率为81.34％，外加碳源COD：N为2.1g/g，最终在HRT为45h 的运行条件下，平均TN去除率87.2％，最高达90.2％。(4)工艺运行中污泥特性表 现为：污泥产量少，沉降性能差；经过长期运行，污泥平均颗粒从100多微米降至 30多微米，并在低温和高负荷的情况下表现出分散生长的特点；在一定的容积负荷 下，VSS/SS比活性总体表现出较弱的下降趋势，平均为0.832，而脱氢酶活性的变 化与有机物的去除情况有很好的对应关系。(5)普通活性污泥和BAC污泥的阻力分 布表明：沉积层阻力占总阻力的比例分别为90％和80％以上，并随压力的升高而增 大，而内部污染阻力所占比例最小；在对BAC污泥的过滤中，膜的固有阻力所占比 例明显增高，相对沉积层阻力所占比例下降，体现出对膜污染的防治效果。(6)普 通活性污泥的死端过滤过程严格的符合沉积过滤定律，即便在过滤初期也不受堵塞 过滤的控制；生物活性炭污泥的死端过滤过程既不符合沉积过滤定律，也不符合标 准堵塞定律，但在过滤初期的几分钟内严格的符合沉积过滤定律。(7)普通活性污 泥和BAC污泥在死端过滤过程中，其相对通量随过滤时间均呈指数衰减趋势，并在 几分钟内就达到相对稳定值，且低压对应较高的相对通量，但BAC的相对膜通量明 显高于普通活性污泥，相应通量衰减指数则低于普通活性污泥。(8)通过向普通活 性污泥中投加PAC使之形成BAC污泥，明显的改善了SMSBR工艺中实际运行的 中空纤维膜组件的过滤性能。 关键词：膜，序批式生物反应器，焦化废水，有机物的去除，氮的去除，膜污染， 防治、生物活性炭。