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膜生物反应器(Membrane bioreactors,MBRs),作为一种新型高效的废水处理技术,具有生物处理效果好,生物质易分离,占地面积小等优点,已经成为当今最具发展前途的处理技术之一。但是MBR中存在的膜污染问题,尤其是膜生物污染(Membrane biofouling)阻碍了其进一步发展。而基于群体感应(Quorum sensing,QS)的群体感应淬灭(Quorum quenching,QQ)技术已被证明是一种能有效控制膜生物污染的手段。另外,大量研究表明,海藻酸钠包埋QQ细菌所构建的QQ小球,在投入MBR中后,表现出了良好的膜污染延缓效果,降低了胞外聚合物(Extracellular polymeric substances,EPS)的含量。但是,纯的含菌海藻酸钠凝胶小球(Sodium alginate beads,SAs)机械强度低,化学稳定性差,无法维持在MBR中的长期稳定运行,因此不具备实际投入工程使用的价值。为了提高SAs的实用价值,促进其在MBR膜污染抑制问题上的进一步发展,本研究选用高分子材料壳聚糖(Chitosan)和聚丙烯腈(Polyacrylonitrile,PAN)外裹海藻酸钠核芯来强化SAs,构建QQ小球的核壳结构,延长其使用寿命,提高其实用性能,使其能在MBR中长期稳定的发挥QQ能力,达到延缓膜污染的目的。本文成功地制备了三种具有相同海藻酸钠核芯却覆盖不同膜层的QQ小球:SA-Cs(SAs覆盖壳聚糖膜层);SA-Ps(SAs覆盖PAN膜层);SA-C-Ps(SAs覆盖壳聚糖膜层和PAN膜层),以及纯的SAs小球。结果表明包裹了PAN膜层的QQ小球有着优越的化学稳定性(防止细菌外泄)、物理稳定性(延长小球使用寿命)以及硬度强度(即机械强度)。同时,激光共聚焦扫描显微镜(CLSM)结果显示覆盖了壳聚糖和PAN膜层的QQ小球中的死细菌数量明显少于只覆盖了PAN膜层的QQ小球,证明层层(Layer by layer,LBL)结构中的壳聚糖层能够保护固定于海藻酸钠核芯中的微生物免受PAN覆膜过程的伤害。另外,覆盖了PAN膜层的空白QQ小球在物理冲刷实验中也体现出了更优越的膜生物污染抑制效果。QQ活性实验表明,相比未覆盖任何膜层的SAs小球,膜层覆盖(尤其是PAN膜层)的确会在短时间内影响小球内物质传递,降低QQ活性,但是就维持QQ小球的长期QQ活性而言,PAN膜层有着显著效果。实验还探究了QQ小球的QQ活性组成,我们发现QQ小球吸附AHL主要发生在QQ反应的前10min(此段时间AHL的降解吸附同时进行),之后达到吸附终点,随后QQ活性以降解为主。同时,壳聚糖膜层和PAN膜层对QQ小球吸附AHL的影响均可忽略不计。综合比较三种覆膜QQ小球的各方面性能后,选用含菌SA-C-Ps投入MBR中,结果表明SA-C-Ps能明显延缓膜污染,抑制膜组件上生物膜层的形成,降低MBR中EPS含量。此外,我们发现外源投加QQ菌不会过度影响MBR运行效果和装置中活性污泥性能,MBR依旧能维持正常运行。以上结果都证明SA-CPs是种具有较大发展潜力的QQ小球。