膜生物反应器（MBR）因其占地面积小、水质好、处理效率高等优点,而被广泛应用于废水处理和回用领域。然而,随着MBR系统运行时间的增长,膜容易受到不同程度的污染,导致运行成本的增加,MBR工艺的大规模应用将受到限制。本课题主要针对MBR膜污染这一问题,在解析和识别主要膜污染组分的基础上,结合表面分子印迹技术制备出一种功能化修饰的多模板分子印迹功能材料,并将其投加至MBR反应器中。通过对MBR系统中污染物去除效果、污泥混合液特性以及微生物群落结构变化等影响研究,从理化特性、物种组成、功能基因、代谢途径等方面全面系统地揭示了磁致效应调节MBR膜污染的机理,为MBR技术的进一步完善和推广应用提供理论依据和技术支撑。本文以双键修饰的Fe3O4纳米颗粒为载体,以卵清蛋白（OVA）、牛血清蛋白（BSA）、葡聚糖（Dextran）为模板,以甲基丙烯酸溶水甘油酯（GMA）作为功能单体,以N’N-亚甲基双丙烯酰胺（MBA）作为交联剂,制备了一种可以特异性识别三种模板分子的硼酸亲和型磁性分子印迹聚合物（T-MIPs）,并研究了其吸附性能。实验结果表明T-MIPs对OVA、BSA、Dextran的饱和吸附容量分别为144.51mg/g、51.15 mg/g、35.44 mg/g,吸附动力学符合准二级动力学,吸附热力学符合Langmuir模型。其对OVA、BSA、Dextran的印迹因子IF分别为2.21、1.76和1.40,经过5次吸附-脱附实验后,仍具有良好的稳定性和重复利用性。将制备好的T-MIPs、T-NIPs以摇瓶实验的方式投加到污泥样品中,对比研究了其对污染物混合液处理效果以及膜过滤阻力的影响。发现T-MIPs投加对COD、NH4+-N的去除效率略有提高,且可以有效地吸附SMP中的多糖和蛋白质等生物大分子物质,显著降低膜过滤阻力,相比空白对照组膜污染阻力降低了约29.45%。从门、纲、属三个水平上,对四种摇瓶实验污泥样品的微生物群落组成和丰度分析发现,与对照组相比,投加了磁性材料的实验组,有助于延缓膜污染的优势物种Proteobacteria、Bacteroidete等的占比均有所增加,而造成膜污染的菌种Alphaproteobacteria的占比均低于对照组Control,这是由于加入了磁性材料的实验组具有磁致生物效应,因此比Control去除污染物的效果更好。Thauera可以同时进行脱氮除磷,Proteobacteria中含有去除有机物和氮的菌落,相比于T-NIPs实验组,T-MIPs实验组Thauera的占比从24.64%上升至37.78%,Proteobacteria的占比从70.1%上升至74.5%,由此,考虑是由于T-MIPs具有特异性识别位点,既可以更有效地吸附造成膜污染的物质,同时又通过改变反应器中的微环境影响微生物群落结构及其代谢活动,最终影响膜污染进程。将制备好的T-MIPs、T-NIPs投加到MBR系统中,分别记为M-MBR和N-MBR,以未投加磁性材料的系统为对照组,记为C-MBR,以此构建了三组MBR系统。通过对比研究发现加入磁性材料的系统其TMP始终低于C-MBR,运行周期结束时M-MBR的TMP约为11.5 k Pa,低于N-MBR（16.5 k Pa）和C-MBR（35k Pa）,由此可见磁性材料的加入一定程度缓解了膜污染。高通量测序分析结果显示,在三组系统中,具备COD降解功能的Proteobacteri以及具有除磷功能的Bacteroidetes在M-MBR中作为优势菌门分别占比72.70%、24.06%。Gemmobacter具有良好的脱氮作用,在C-MBR、M-MBR和N-MBR系统中所占的比重分别为0.21%、2.80%和2.51%。发挥降解污染物作用的大多数菌种在M-MBR系统中所占比重均最大,由此可见M-MBR系统具有良好的脱氮除磷效果。综上,可以推测磁性材料可以通过磁致生物效应来影响膜污染进程,而具有特异性吸附的印迹材料T-MIPs,可以在此基础上促使微生物群落组成结构向有利于延缓膜污染的方向发展,进一步减缓膜污染进程。直系同源序列聚类（COG）和基因与基因组百科（KEGG）功能注释分析结果表明,磁性材料的加入可以加强微生物生长代谢的部分功能基因,例如碳水化合物代谢（CM）。实验结果表明M-MBR系统中投加的T-MIPs可以通过改变微生物菌落的结构组成和代谢活动,使其更有利于降解有机污染物和分解生物大分子,从而延缓膜污染。