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正渗透(Forward osmosis,FO)作为一种新型的膜技术,具有截留率高、出水效果好、能耗需求小、抗污染能力强等优点,在世界范围内受得了广泛关注。污水蕴含着丰富水资源和有机物资源,开展城市污水资源化可以减少污染物排放,实现资源能源回收。本研究设计并构建正渗透厌氧膜生物反应器(Forward osmosis membranebioreactor,FOMBR)新型组合工艺处理城市污水,考察了工艺的处理效果、能源回收效果以及膜污染特性,为新型厌氧FOMBR工艺进一步研究和优化运行提供参考。首先搭建FO膜浓缩系统开展污水浓缩试验。FO膜可以将污水浓缩至原体积的1/10,浓缩污水化学需氧量(Chemical oxygen demand,COD)浓度达到3000mg/L左右。膜出水的COD、氨氮、总氮(Total nitrogen,TN)和总磷(Total phosphorus,TP)浓度均达到城镇污水排放标准GB18918-2002中一级A标准的要求。FO膜水通量与驱动液(Draw solution,DS)浓度和错流流速有关,DS浓度越高,水通量越大,同时膜污染发展速度越快;低错流流速导致膜污染快速发展从而使通量降低。通过物理清洗和化学清洗可以实现97%的通量恢复。将浓缩后的污水导入全混式厌氧生物反应器,考察浓缩污水的厌氧生物处理效果。COD去除率可以达到75%以上,氮磷去除效果较差。水力停留时间(Hydraulic retention time,HRT)越长,厌氧生物处理效果越好,但HRT过长会导致处理效率下降。浓缩污水的厌氧产气总量随HRT的增加而增加,但产气速率会有所下降。设计烧杯试验考察了盐浓度和氨氮浓度对生物产甲烷的影响。结果表明,盐和氨氮对厌氧产气均具有一定的抑制作用,氯化钠和氨氮共同存在时的抑制作用大于两者的单一作用。搭建厌氧FOMBR系统处理实际污水,其COD、氨氮、TN、TP去除率最高可以达到95%以上。DS浓度上升,厌氧FOMBR的产气速率随之增加,而产气效率随之下降。厌氧FOMBR的初始水通量随DS浓度的增加而增加,同时膜污染的程度也随之加剧。考察了厌氧FOMBR的混合液特性,混合液中多糖、腐殖酸含量较高,而蛋白质含量较低。