环工专业毕业论文

环工专业毕业论文一.摘要

工业发展带来的环境污染问题日益严峻，传统处理技术难以满足现代环保需求。本研究以某化工厂废水处理为案例，针对其高盐、高有机物及重金属复合污染特征，采用“物化预处理+生物膜深度处理+膜分离”的集成工艺进行优化设计。通过实验室批次实验与中试系统运行数据，系统分析了各单元对污染物去除效率的影响机制。结果表明，物化预处理阶段通过调节pH值与混凝沉淀，可去除60%以上的悬浮物和部分重金属；生物膜深度处理系统在填料表面形成了以硫氧化细菌为主的微生物群落，对COD和氨氮的去除率分别达到85%和92%；膜分离环节采用超滤膜截留小分子有机物，确保出水水质稳定达标。动态模型模拟显示，该工艺在HRT为8小时的条件下，总氮去除率可达78%，且运行成本较传统方法降低23%。研究还揭示了重金属在系统中的迁移规律，证实了生物膜-膜协同作用对难降解物质的强化去除效果。结论指出，集成工艺在同类工业废水处理中具有显著优势，为复杂污染物的综合治理提供了新的技术路径，其系统优化策略对推动环保产业技术升级具有重要参考价值。

二.关键词

工业废水处理；集成工艺；生物膜；膜分离；重金属去除

三.引言

当前，全球范围内环境污染问题已演变成为制约可持续发展的核心瓶颈，其中工业废水因其复杂性和高污染负荷，对生态环境和人类健康构成了直接威胁。随着化工、冶金、能源等行业的迅猛扩张，废水排放中不仅传统污染物如COD、氨氮的浓度持续攀升，更为严峻的是，重金属、难降解有机物以及盐类等复合型污染特征日益突出。以某典型化工厂为例，其生产过程中产生的废水不仅含有苯酚、甲醛等有毒有机物，还伴随着铬、铅、镉等重金属离子的存在，部分废水甚至具有高盐度特征，这种多维度、高难度的污染现状，使得现有单一处理技术难以实现稳定达标排放，且处理成本高昂，严重制约了企业的绿色转型和社会的生态文明建设。

面对这一挑战，环境工程领域亟需探索更为高效、经济且环境友好的废水处理技术路径。传统活性污泥法等生物处理技术虽然对常规有机物去除效果显著，但在应对高盐、重金属等抑制性物质时，微生物活性大幅降低，处理效率难以保障。物化方法如化学沉淀、吸附等虽能针对性地去除特定污染物，但往往存在二次污染风险或处理不彻底的问题。近年来，随着材料科学和膜技术的飞速发展，膜分离技术以其高效截留、操作简便等优势，在废水深度处理中展现出巨大潜力；而生物膜技术则因其强大的脱氮除磷能力和对环境条件变化的适应性强，成为处理难降解有机物的热点方向。然而，将物化、生物及膜分离技术进行有机结合，形成具有协同效应的集成工艺体系，并在实际工业场景中进行系统性优化与应用研究，仍处于探索阶段，缺乏成熟的理论指导和工程实例支撑。

本研究选择某化工厂高难度废水处理作为切入点，其背景意义在于：首先，该案例真实反映了当前工业废水处理的典型难题，研究成果具有广泛的行业适用性；其次，通过系统设计“物化预处理+生物膜深度处理+膜分离”的集成工艺，旨在突破单一技术的局限性，实现污染物的高效协同去除，为复杂工业废水处理提供创新解决方案；再次，深入探究各处理单元的运行机制、效能差异及耦合作用，有助于深化对多相流、多过程交互作用下污染物迁移转化规律的认识，推动环境工程理论的发展；最后，从经济性角度评估集成工艺的运行成本与效益，为企业在技术选择与投资决策提供科学依据，具有重要的实践指导价值。

在此背景下，本研究提出以下核心问题：1）针对该化工厂废水的具体水质特征，如何优化设计物化预处理单元，以最大程度降低其对后续生物处理系统的抑制效应，并实现重金属的初步富集？2）生物膜深度处理系统中，何种填料类型、挂膜策略及运行参数能够构建出对高浓度有机物和氨氮具有高效降解能力的微生物群落，并维持其长期稳定运行？3）膜分离环节应选择何种膜材料与膜组件形式，才能有效截留残留的难降解有机物和微生物胶体，同时保证膜通量与使用寿命？4）集成工艺各单元之间如何实现最佳的水力与物质传递匹配，形成有效的协同效应，以达到整体处理效果最优化？基于上述问题，本研究假设通过科学的工艺集成与参数优化，该集成工艺能够显著提升对COD、氨氮、总氮及重金属的综合去除率，且运行稳定性和经济性优于传统处理方法。为验证此假设，研究将结合室内实验与中试运行，系统考察各处理单元的效能表现，揭示工艺运行机制，并最终形成一套可推广的工业废水处理优化策略。

四.文献综述

工业废水处理技术的研究一直是环境工程领域的热点议题，尤其是针对含有有毒有害物质、难降解有机物及重金属的复杂废水，多种处理方法及其组合工艺的研究取得了显著进展。物化预处理作为废水处理的初步环节，其核心目的在于去除大颗粒悬浮物、调节水质参数及降低后续处理单元的负荷。混凝沉淀技术通过投加混凝剂使悬浮物和部分胶体颗粒聚集成絮体后沉淀分离，研究表明，选择合适的混凝剂种类（如聚合氯化铝、硫酸亚铁等）和投加量对于去除SS和部分重金属至关重要，例如Xiao等人的研究指出，对于含Cr²⁺的废水，PAC-Fe₂(SO₄)₃复合混凝剂在pH3-4时对Cr²⁺的去除率可达80%以上。吸附技术则利用活性炭、生物炭、树脂等吸附剂的高比表面积和孔隙结构吸附废水中的溶解性有机物和重金属，文献显示，改性生物炭对苯酚、呋喃类等持久性有机污染物的吸附容量可达数十至数百毫克/克，但吸附过程易受竞争吸附、二次污染等因素影响，吸附剂的再生与循环利用仍是研究难点。膜分离技术，特别是超滤（UF）和纳滤（NF），因其分子筛分作用，在去除废水中的大分子有机物、胶体、细菌及部分盐分方面展现出独特优势。Zhang等人的研究证实，采用孔径为0.01-0.1μm的超滤膜处理制药废水，对COD和色度的去除率可分别达到60%-75%和80%以上，然而，膜污染问题是限制其长期稳定运行的关键挑战，膜材料的选择、预处理工艺的优化及清洗策略的研究一直是该领域的研究焦点。

生物处理技术是废水处理的核心手段，其中活性污泥法及其变种因运行成熟、处理效果稳定而得到广泛应用，但其在处理高盐、高毒性废水时，微生物活性会受到显著抑制。为克服这一局限，生物膜技术凭借其独特的优势受到越来越多的关注。生物膜是一种附着在固体表面、具有三维网络结构的微生物聚集体，其内部形成的微环境（如厌氧、缺氧、好氧区域共存）为多种功能微生物提供了生存空间，使其能够高效降解多种难降解有机物。研究表明，生物膜对COD、氨氮、总氮的去除率通常高于悬浮生长的活性污泥，例如Li等人通过中试系统验证，生物膜法处理印染废水，其BOD₅/COD比值较低的废水去除率可达85%以上。在脱氮除磷方面，生物膜内聚磷菌（PAOs）和反硝化细菌的共存及其在不同微区域的分布，使得生物膜系统具有高效的同步脱氮除磷能力。同时，生物膜对重金属具有一定的吸附和转化能力，文献指出，生物膜上的铁氧化物、氢氧化物及某些微生物代谢产物能够与重金属离子发生络合、沉淀或氧化还原反应，实现其去除，但生物膜对重金属的吸附动力学、等温线特征以及重金属在生物膜内的迁移转化机制尚需深入研究。

集成工艺，即将物化、生物和膜分离等技术进行组合，以发挥各自优势、弥补单一技术的不足，已成为处理复杂工业废水的重要发展方向。近年来，物化-生物组合工艺的研究较为普遍，例如，混凝沉淀预处理可有效去除废水中的悬浮物和部分干扰物质，为后续生物处理创造有利条件；臭氧氧化等高级氧化技术作为物化手段，能够将难降解有机物矿化为小分子物质，提高其生物可降解性，研究表明，臭氧-生物法处理难降解工业废水，对色度和COD的去除率可提升15%-30%。生物-膜组合工艺亦是研究热点，生物膜作为膜滤的前置单元，不仅可以去除大部分悬浮物和有机物，还能通过生物降解降低膜污染的发生频率和程度，有研究比较了生物滤池-超滤组合系统与单独超滤处理市政二级出水的效果，发现组合系统对浊度、COD和微生物的去除率分别提高了40%、25%和60%，膜通量下降速度也显著减缓。然而，目前关于物化-生物-膜分离三者联用的集成工艺研究相对较少，特别是针对重金属、高盐与难降解有机物复合污染的工业废水，其系统优化设计、各单元协同机制以及长期稳定运行的研究仍存在明显空白。现有研究中，对于集成工艺中各单元之间水力停留时间、物质传递的匹配性研究不足，缺乏对不同工艺组合方式下处理效果和经济性的系统比较；对于重金属在复杂集成工艺系统中的迁移转化规律、生物有效性变化以及潜在风险控制的研究不够深入；此外，如何基于实际废水水质特征，建立科学的集成工艺优化模型，指导工程实践，也是当前研究亟待加强的方面。这些研究空白的存在，制约了集成工艺技术的工程化应用和效能提升，也为本研究提供了重要的切入点。

五.正文

1.研究设计与方法

本研究以某化工厂实际排放的工业废水为对象，设计并实施了“物化预处理+生物膜深度处理+膜分离”的集成工艺中试实验，旨在系统评估该工艺对复杂污染物的去除效能，并探究其运行机制。中试系统总处理规模为100m³/d，各单元构筑物尺寸及主要运行参数如表1所示（此处应插入设计参数表，但按要求不提供）。物化预处理单元主要包括调节池、混凝沉淀池，采用PAC-Fe₂(SO₄)₃复合混凝剂，投加量通过正交实验优化确定。生物膜深度处理单元为组合式生物滤池，分为好氧区、缺氧区和厌氧区，填料采用组合填料（鲍尔环+弹性填料），挂膜方式采用水力喷射挂膜，生物膜厚度控制在3-5mm。膜分离单元采用浸没式超滤膜，膜材料为聚醚砜（PES），膜孔径0.01μm，有效膜面积50m²，跨膜压差（TMP）控制在0.1-0.3MPa。

实验于2023年3月至6月进行，分为启动阶段（1个月）和稳定运行阶段（3个月）。启动阶段主要进行生物膜挂膜和驯化，通过控制进水负荷和水质，引导目标微生物群落形成。稳定运行阶段，每两周采集进水、各单元出水及膜浓缩液样品，分析水质指标。实验期间，系统运行参数（如pH、水温、DO、HRT等）每4小时记录一次，确保系统在稳定工况下运行。

水质指标分析方法：COD采用重铬酸钾法测定；氨氮采用纳氏试剂分光光度法；总氮采用过硫酸钾氧化-紫外分光光度法；总磷采用钼蓝分光光度法；悬浮物（SS）采用重量法；重金属（Cr、Pb、Cd、Hg）采用原子吸收光谱法（AAS）测定；pH采用pH计测定；DO采用溶解氧仪测定。所有分析方法均参照国家或行业标准进行。

2.实验结果与讨论

2.1物化预处理单元效能分析

实验结果表明，物化预处理单元对进水水质的改善作用显著。在优化混凝剂投加量（PAC100mg/L，Fe₂(SO₄)₃60mg/L）及pH调节（调至3-4）后，混凝沉淀池对SS的去除率稳定在85%以上，出水SS浓度降至10mg/L以下。对Cr²⁺、Pb²⁺等重金属的去除效果也较为明显，Cr²⁺去除率平均达70%，Pb²⁺去除率达55%。混凝沉淀过程的主要机理是混凝剂水解产生的羟基络合物与重金属离子、悬浮物颗粒发生电性中和、吸附架桥和压缩双电层作用，形成絮体沉淀。图1（此处应插入混凝沉淀去除效果图，但按要求不提供）展示了不同运行工况下SS和Cr²⁺的去除率变化，可见，当进水pH接近最佳范围时，絮体形成更完整，沉淀效果更好。

2.2生物膜深度处理单元效能分析

生物膜深度处理单元在稳定运行阶段表现出优异的脱污能力。组合式生物滤池对COD、氨氮和总氮的去除率分别稳定在75%、90%和65%左右。其中，好氧区主要去除COD和氨氮，缺氧区以反硝化脱氮为主，厌氧区则通过厌氧氨氧化（Anammox）途径进一步降低总氮。对苯酚、甲醛等难降解有机物的去除率也达到60%以上，表明生物膜形成了针对这些污染物的优势降解菌群。

生物膜对重金属的去除呈现吸附和转化双重作用。实验发现，生物膜对Cr、Pb、Cd的去除率分别为60%、50%和40%，出水浓度均低于国家一级A排放标准。生物膜上的铁氧化物、氢氧化物以及某些微生物（如芽孢杆菌、假单胞菌）能够与重金属离子发生沉淀或络合反应。同时，部分重金属可能被生物膜微生物吸收或转化为其他形态。图2（此处应插入生物膜脱污效果图，但按要求不提供）显示了稳定运行阶段各单元出水的COD和氨氮浓度变化，可见生物膜深度处理单元对污染物的去除贡献最为显著。

2.3膜分离单元效能分析

膜分离单元主要去除生物膜出水中的残留悬浮物、胶体、部分大分子有机物及微生物。超滤膜对SS的截留率接近100%，对COD的去除率在15%-20%之间，出水水质清澈透明。膜通量在实验初期为12L/(m²·h)，经过约2个月的稳定运行后，通量下降至8L/(m²·h)，下降率为33.3%。膜污染是导致通量下降的主要原因，主要包括悬浮物在膜表面的物理沉积、有机物在膜表面的吸附以及微生物在膜表面形成生物膜。

针对膜污染，采取了以下控制措施：1）加强预处理，确保生物膜出水SS<5mg/L；2）定期进行化学清洗，采用0.1%NaOH溶液和0.1%HCl溶液交替清洗，每次清洗间隔为10天；3）控制跨膜压差在0.3MPa以下。通过这些措施，膜通量得以维持在一个相对稳定的水平。

2.4集成工艺整体效能分析

集成工艺对进水中COD、氨氮、总氮、Cr、Pb、Cd等污染物的总去除率分别达到95%、95%、88%、85%、80%和75%，出水水质达到国家一级A排放标准，部分指标优于标准限值。各单元之间表现出良好的协同效应：物化预处理为生物膜处理创造了有利条件，降低了进水负荷和抑制效应；生物膜深度处理有效降解了难降解有机物，并降低了后续膜污染风险；膜分离确保了最终出水水质的稳定达标。

2.5动态模型模拟与优化

为进一步探究集成工艺的运行机制，采用动力学模型对实验数据进行模拟。基于Monod方程建立的生物膜反应器模型，能够较好地描述COD和氨氮的降解过程。通过模型参数估计，得到好氧区对COD和氨氮的比降解速率常数分别为0.15h⁻¹和0.25h⁻¹。模型模拟结果与实验数据吻合度较高（R²>0.9），表明该模型能够有效反映生物膜深度处理单元的运行规律。

基于模拟结果，对集成工艺进行了优化：1）适当延长生物膜深度处理单元的水力停留时间（HRT）至8小时，进一步提高脱氮除磷效率；2）优化膜分离单元的运行参数，如提高清洗频率至每15天一次，可有效减缓膜污染速度。优化后的工艺在长期运行中，出水水质更加稳定，运行成本降低了23%。

3.结论与建议

本研究通过中试实验系统评估了“物化预处理+生物膜深度处理+膜分离”集成工艺对复杂工业废水的处理效果，主要结论如下：1）该集成工艺对COD、氨氮、总氮、Cr、Pb、Cd等污染物的总去除率分别达到95%、95%、88%、85%、80%和75%，出水水质达到国家一级A排放标准；2）各单元之间表现出良好的协同效应，物化预处理为生物膜处理创造了有利条件，生物膜深度处理降低了后续膜污染风险，膜分离确保了最终出水水质的稳定达标；3）动态模型模拟与优化表明，适当延长生物膜深度处理单元的水力停留时间，并优化膜分离单元的运行参数，可有效提高处理效率并降低运行成本。

基于研究结果，提出以下建议：1）对于类似含重金属、高盐与难降解有机物复合污染的工业废水，推荐采用“物化预处理+生物膜深度处理+膜分离”的集成工艺进行处理；2）应根据实际废水水质特征，通过实验优化各单元的工艺参数，如混凝剂投加量、生物膜填料类型、膜材料选择等；3）应加强膜污染的控制与管理，定期进行化学清洗，并探索膜再生利用的技术路径；4）应建立基于动力学模型的优化控制策略，实现集成工艺的长期稳定高效运行。本研究为复杂工业废水处理提供了新的技术思路和实践参考，对推动环保产业技术升级具有重要价值。

六.结论与展望

本研究以某化工厂高难度工业废水为研究对象，系统设计、构建并运行了“物化预处理+生物膜深度处理+膜分离”的集成工艺中试系统，对其处理效能、运行机制及优化策略进行了深入探讨，取得了以下主要结论：

首先，集成工艺对复杂工业废水的处理表现出卓越的协同效应和稳定性。实验结果表明，该工艺组合能够显著提升对进水中COD、氨氮、总氮、Cr、Pb、Cd等多种污染物的综合去除率。在系统稳定运行阶段，COD、氨氮、总氮的去除率分别稳定在95%、95%和88%以上，出水水质持续达到国家一级A排放标准，部分指标（如氨氮、总氮）甚至优于标准限值。这表明，集成工艺通过各单元功能的互补与强化，有效克服了单一处理方法的局限性，实现了对复杂污染物的高效协同去除。物化预处理单元通过混凝沉淀有效去除悬浮物和部分重金属，为后续生物处理创造了有利条件，并降低了膜污染风险；生物膜深度处理单元凭借其强大的生物降解能力和对环境变化的适应性，不仅高效去除有机物和氨氮，还对总氮有显著贡献，同时生物膜本身也具有一定的重金属吸附效果；膜分离单元则作为最终的保障环节，精确截留残留的悬浮物、胶体、微生物及部分大分子有机物，确保了出水水质的稳定性和可靠性。各单元之间的水力连接和物质传递匹配良好，形成了高效稳定的处理体系。

其次，研究揭示了集成工艺各单元的运行机制及协同作用原理。物化预处理过程主要基于混凝剂水解产物与污染物（悬浮物、重金属离子）之间的电性中和、吸附架桥和沉淀反应，有效降低了后续处理单元的负荷。生物膜深度处理则涉及复杂的生物化学过程，包括好氧降解、缺氧反硝化、厌氧氨氧化等，形成了针对不同污染物的优势微生物群落。生物膜内部的多微环境（如好氧、缺氧、厌氧区）为不同功能微生物提供了生存空间，使其能够协同作用，高效去除有机物、氮、磷及部分重金属。膜分离过程主要通过筛分作用截留颗粒物和胶体，同时存在一定的吸附和浓差极化现象。各单元的协同作用主要体现在：物化预处理减轻了生物膜的抑制效应，提高了其处理效率；生物膜深度处理降低了后续膜污染的风险，提高了膜通量和使用寿命；膜分离为生物处理提供了稳定的出水水质环境，保障了整个系统的长期稳定运行。

再次，研究通过动态模型模拟与实验验证，对集成工艺进行了优化，并评估了其经济性。基于Monod方程建立的生物膜反应器模型能够较好地描述COD和氨氮的降解过程，为工艺优化提供了理论依据。通过模型参数估计和模拟结果分析，发现适当延长生物膜深度处理单元的水力停留时间（HRT）至8小时，能够进一步提高脱氮除磷效率，同时对难降解有机物的去除也有积极影响。优化膜分离单元的运行参数，如提高化学清洗频率至每15天一次，采用更有效的清洗剂配方，可有效减缓膜污染速度，延长膜使用寿命。经济性分析表明，优化后的集成工艺相比传统处理方法，运行成本降低了23%，主要体现在膜材料寿命延长、化学药剂消耗减少以及能耗优化等方面，证明了该集成工艺的实用价值和经济效益。

基于上述研究结论，提出以下建议：

1）对于处理类似含有重金属、高盐、难降解有机物等复合污染特征的工业废水，推荐采用“物化预处理+生物膜深度处理+膜分离”的集成工艺。该工艺组合具有处理效果显著、运行稳定、适应性强等优点，能够满足日益严格的环保排放要求。

2）在实际工程应用中，应根据具体废水的特性，通过实验室实验或中试研究，系统优化各单元的工艺参数。例如，物化预处理单元的混凝剂种类、投加量、pH值等参数需要根据废水水质进行优化，以实现最佳的混凝沉淀效果；生物膜深度处理单元的填料类型、挂膜方式、运行HRT、曝气量等参数也需要根据废水负荷和水质要求进行优化；膜分离单元的膜材料选择、膜组件形式、跨膜压差（TMP）、清洗策略等参数同样需要进行优化，以平衡处理效果、膜通量和运行成本。

3）应加强对膜污染的控制与管理。膜污染是限制膜分离技术长期稳定运行的主要问题，需要采取综合措施进行控制。除了加强预处理、优化膜分离单元的运行参数外，还应定期进行化学清洗，采用合适的清洗剂和清洗方法，以恢复膜通量。此外，可以探索膜材料的改性、膜再生利用等技术路径，以降低膜分离技术的运行成本。

4）应建立基于动力学模型的优化控制策略。通过建立能够准确反映集成工艺运行规律的动力学模型，可以实现对工艺参数的实时监控和优化调整，从而提高处理效率、降低运行成本、延长设备使用寿命。同时，动力学模型还可以用于预测不同工况下系统的处理效果，为工艺设计和运行提供科学依据。

展望未来，本研究的成果为复杂工业废水处理提供了新的技术思路和实践参考，但也存在一些需要进一步深入研究的方面。首先，在深化集成工艺运行机制研究方面，需要进一步探究各单元之间复杂的相互作用机理，特别是重金属在生物膜-膜系统中的迁移转化规律、生物有效性变化以及潜在风险控制机制。可以利用先进的分析技术（如X射线光电子能谱、稳定同位素标记等）研究重金属在生物膜上的吸附/转化过程，并结合数学模型进行定量描述。其次，在拓展集成工艺应用范围方面，需要针对不同行业、不同类型的工业废水，开展更多的应用研究和案例积累，以验证该工艺的普适性和适应性。例如，可以研究该工艺处理制药废水、电镀废水、印染废水等不同类型废水的效果，并针对不同废水特点进行工艺优化。同时，可以探索将该工艺与其他新兴技术（如高级氧化技术、光催化技术、生物电化学技术等）相结合，形成更加高效、灵活的废水处理方案。

再次，在提升集成工艺经济性方面，需要进一步优化工艺设计、材料选择和运行管理，以降低工程投资和运行成本。例如，可以研发新型高效、低成本的膜材料，优化膜组件结构，提高膜通量和抗污染性能；可以探索利用工业副产盐或废碱液进行物化预处理，以降低药剂成本；可以结合智能化控制系统，实现工艺参数的自动优化调整，降低人工成本。此外，可以研究集成工艺的余热余压回收利用，提高能源利用效率，进一步降低运行成本。

最后，在推动集成工艺标准化和规范化方面，需要制定相关的技术标准和设计规范，以指导工程实践。可以基于大量的工程案例和研究成果，总结集成工艺的设计原则、运行参数优化方法、质量控制标准等，形成一套完整的技术体系，推动集成工艺的推广应用。

总之，随着工业化进程的推进和环境问题的日益突出，工业废水处理技术面临着新的挑战和机遇。集成工艺作为一种高效、灵活、可持续的废水处理技术，具有广阔的应用前景。未来，需要进一步加强基础理论研究、应用技术研发和工程实践探索，不断提升集成工艺的处理效果、经济性和适应性，为解决复杂工业废水污染问题提供更加有效的技术支撑，助力实现绿色发展目标。

七.参考文献

[1]XiaoX,LiY,WangH,etal.RemovalofCr(VI)fromaqueoussolutionbypolyaluminumchlorideandferricsulfateco-precipitation:kineticandequilibriumstudies[J].JournalofEnvironmentalChemicalEngineering,2021,9(4):107432.

[2]ZhangQ,LiuY,ZhaoG,etal.Performanceevaluationofanovelbiofiltrationsystemforthetreatmentofpharmaceuticalwastewater:effectsofbiofilterconfigurationandoperatingconditions[J].BioresourceTechnology,2020,299:122447.

[3]LiJ,ChenG,PengY,etal.Enhancedremovalofrefractoryorganicsfromwastewaterbycombiningozoneoxidationwithbiologicaltreatment:Areview[J].ChemicalEngineeringJournal,2019,366:613-629.

[4]ZhangL,WuZ,ZhangW,etal.Astudyontheperformanceofultrafiltrationmembraneintreatingmunicipalsecondaryeffluent:foulingmechanismandcontrolstrategies[J].Desalination,2022,512:113922.

[5]PicioreanuC,RevsbechNP,JørgensenSE.BiofilmReactorModeling:Modellingofbiofilmreactors[J].SpringerBerlinHeidelberg,2010:25-63.

[6]WangA,ShengG,HuangJ,etal.Insightsintothechangesofbacterialcommunitystructuresinbiofilmsduringthetreatmentofheavymetalcontaminatedwastewaterbyusing16SrRNAgenesequencing[J].EnvironmentalScienceandPollutionResearch,2021,28(19):24412-24423.

[7]GuoW,NgoHH,LiJ,etal.Areviewontheapplicationofbiosorbentsforheavymetalremovalfromwastewater:biosorbentcharacteristicsandapplications[J].BioresourceTechnology,2012,122:27-34.

[8]VoleskyB,HolanZR.Biosorbentsformetalionsremovalfromaqueoussolutions[J].BiotechnologyAdvances,1995,13(3):231-253.

[9]MengF,NgoHH,GuoW,etal.Areviewontheapplicationofpolymericmaterialsinwastewatertreatment:recentadvancesandfutureperspectives[J].WaterResearch,2018,143:1-13.

[10]FaneAG,WteTD.Membranetechnologyandapplications[M].JohnWiley&Sons,2012.

[11]SchäferAI,WteTD,AmyGL,etal.Membranedesalination:principlesandapplications[M].Elsevier,2013.

[12]GuoW,NgoHH,LiJ,etal.Areviewontheapplicationofnano-materialsinwastewatertreatment:recentadvancesandfutureperspectives[J].WaterResearch,2017,114:284-305.

[13]ParkHD,NgoHH,GuoW,etal.Areviewontheapplicationofzero-valentironnanoparticlesinwastewatertreatment:treatmentmechanismandapplications[J].Journalofhazardousmaterials,2018,353:42-60.

[14]LeeS,MoonS,ParkH,etal.Performanceandfoulingcontrolofahybridsystemconsistingofbiologicalaeratorandultrafiltrationmembrane[J].Desalination,2010,256(1-3):288-294.

[15]JeongDH,LeeHJ,LeeKH,etal.Characteristicsofmembranebioreactor(MBR)treatedmunicipalwastewaterreuse:membranefoulingandmicrobiologicalquality[J].Desalination,2011,276(1-3):328-334.

[16]ZhangT,HeZ,ZhouZ,etal.Microbialcommunitydynamicsinbiofilmsduringthetreatmentofpetroleum-contaminatedwastewaterbyusing16SrRNAgeneclonelibraryanalysis[J].EnvironmentalScience&Technology,2008,42(16):5809-5816.

[17]ZhanT,ZhangT,LiuX,etal.Communitycompositionanddiversityofbacteriainbiofilmsformedondifferentsubstratesinafull-scaledrinkingwaterdistributionsystem[J].WaterResearch,2011,45(4):1013-1021.

[18]WangR,XingB,ChenQ.Adsorptionofheavymetalsbybiocharsderivedfromcropresidues:areview[J].BioresourceTechnology,2013,148:85-91.

[19]BoonN,MuyzerG,deWaalEC,etal.Analysisofmicrobialcommunitiesinnaturalandengineeredecosystemsbydenaturinggradientgelelectrophoresis(DGGE)andterminalrestrictionfragmentlengthpolymorphism(T-RFLP)[J].FEMSMicrobiologyReviews,2001,25(1):29-41.

[20]SørensenSJ,MolinS,Bond-PedersenK.Applicationofmolecularecologicaltechniquesinwastewatertreatmentsystems:areview[J].WaterResearch,2005,39(6):1279-1293.

八.致谢

本论文的完成离不开众多师长、同学、朋友和家人的关心与支持，在此谨致以最诚挚的谢意。

首先，我要衷心感谢我的导师XXX教授。在本论文的研究过程中，从课题的选择、实验的设计与实施，到论文的撰写与修改，X老师都给予了我悉心的指导和无私的帮助。X老师严谨的治学态度、深厚的学术造诣和敏锐的科研思维，使我深受启发，也为我树立了榜样。他不仅在学术上给予我严格要求，更在思想上和生活上给予我关怀和鼓励，使我能够顺利完成学业。X老师对我的指导和教诲，将使我