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近年来,小型化集约式污水再生处理工艺已引起人们的广泛关注。对此,论文以污水厂二级处理水为对象,构建了膜臭氧气浮污水再生处理工艺。该工艺将混凝、臭氧氧化、气浮和膜过滤有机结合,能够在一个操作单元内同时实现絮凝、氧化、固液分离、除臭、除色等多个过程。研究结果对于丰富污水再生处理工艺具有重要的应用价值。论文分析对比了臭氧气浮工艺和膜臭氧气浮工艺的运行特性。结果表明,当混凝剂的投加量为80mg/L时,臭氧气浮工艺对色度、有机物、微生物均能达到很好的去除效果。且随着臭氧投加量的增加,除总磷(TP)和浊度外各污染指标均能得到显著提升。而膜臭氧气浮除了具有对色度、有机物、微生物去除率进一步提升外,还能显著提升TP、浊度的去除效果,使再生水水质全面达到《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T18920-2002)标准。其原因在于膜臭氧气浮既具有臭氧气浮去除色度、有机物、微生物的优势,又通过增加膜过滤弥补了臭氧气浮去除悬浮物和不溶性磷效率低的不足,保障了出水水质的稳定。膜污染研究结果表明,随着臭氧投加量的增加,膜表面多糖和微生物的量明显降低,污染物粒径的d50增大,膜污染有所减缓,膜通量达到污染临界值的时间也相对延长。对滤饼层胞外聚合物(EPS)提取液进行分析,发现溶解性胞外聚合物(SEPS)中荧光物质以富里酸类为主,结合型胞外聚合物(BEPS)中荧光物质有类蛋白、类富里酸和色氨酸,适当的臭氧投加量能够有效减弱BEPS中物质的荧光强度;SEPS中分子量分布无明显变化,只是随着臭氧投加量的增加响应值有微弱的降低,而BEPS中小分子物质会随臭氧投加量的增加而消失;随臭氧投加量的增加,SEPS中蛋白、多糖和腐植酸三种物质含量有微弱的降低,而BEPS中蛋白、多糖和腐植酸含量明显降低。臭氧投加量的增加使膜污染速率减缓,原因在于蛋白和多糖是造成膜污染的主要因素,而臭氧能够降低膜表面蛋白、多糖的含量。