垃圾渗滤液是难处理的废水，因此一些城镇将其与城市污水合并处理。由于 垃圾渗滤液中含有高浓度氨氮，与城市污水混合后会使混合污水的 COD/NH4 + -N 偏低，导致常规生物处理工艺出水 TN 超标等问题。膜曝气生物膜反应器（MABR） 具有氧与机制异向传质的独特性能，在单一生物膜内形成了相互协同的功能分 区，有利于低碳氮比污水的脱氮。然而，目前对于不同运行条件下 MABR 的生 物膜功能菌群、结构和传质特性以及脱氮性能尚不清楚。因此，本研究以城市污 水与垃圾渗滤液混合污水为对象，开展了 MABR 的性能和膜曝气生物膜（MAB） 特征的研究，以期得到 MABR 工艺优化的操作参数和明确的运行机理，为工艺 的调控提供科学依据。

      设计了不同构型膜组件，研究了膜丝间距和膜丝长度，以及膜的供气压力对 MABR 性能的影响，为后续实验确定了最佳膜丝间距与长度，分别为 4.7 mm 和 70 cm。此外，研究表明，供气压力超过 0.06MPa 时，新膜的固有阻力增长速率 超过供气压力的增长速率。

      MABR 启动阶段生物膜的形成特性研究表明其形成及生长过程满足传统生 物膜生长遵循的 S 形规律；在生物膜形成初期，多糖的粘附对生物膜形成有重要 作用，而随着生物膜的增殖，蛋白质等疏水性物质的增加以及 Zeta 电位负电性 的降低促使生物膜疏水性和静电引力的升高，导致了生物膜后期的生长。同时， 负荷不同会导致 MAB 形成过程和速率不同，负荷为 0.157 m3 /(m2 ∙d)时的生物膜 厚度大于 0.079 m3 /(m2 ∙d)的厚度，分别为 760 μm 和 360 μm。

        反应器进水水质相同而负荷分别为 SLR1（0.157 m3 /(m2 ∙d)）或 SLR2（0.079 m 3 /(m2 ∙d)）时，生物膜的底物分布、结构分层和传质分层不同。微电极测定结果 表明，生物膜内部溶解氧（DO）浓度与膜的表面负荷（SLR）密切相关，随着 SLR 的增加，生物膜从内向外形成好氧区、缺氧区和厌氧区。SLR1 时生物膜孔  隙率和传质系数均高于 SLR2 的情况，生物膜深度方向上 AOB 菌的丰度也相应 的产生梯度变化。生物膜的结构参数和传质特性间互相联系，SLR1 和 SLR2 时 生物膜孔隙率与菌群梯度、DO 分布以及传质系数之间的皮尔森系数分别为 0.75、 0.68 和 0.82 或 0.96、0.56 和 0.95，孔隙率可用于表征生物膜内部的传质情况。 SLR1 时孔隙率及有效传质系数的拐点基本重合于好氧/缺氧界面，即硝化和反硝 化作用在单一生物膜内形成了良好的协同作用。不同的 COD/N 比和 COD 或氨 氮负荷下，微电极和 FISH 结果表明，底物（NH4 + -N、NO3 - -N、NO2 - -N 和 DO） 和菌种在生物膜深度方向上形成了分层结构，可以实现单一 MAB 内的同时硝化 反硝化。合适的好氧区比例为 0.6-0.87 之间，适宜的负荷是形成菌种分层的条件。 COD 负荷高于 23.6 g/(m 2 .d)时在 MAB 内能形成好氧/缺氧分区结构。

      错流速度会影响 MABR 反应器内部和生物膜附近的流场，总传质阻力是处 理效果的控制因素。Fluent 模拟表明错流速度增加时，膜丝周围的流速增加，导 致边界层厚度降低，传质外部阻力下降。生物膜 EPS 的含量、分形维数等增加， 表现为生物膜密度增加，内部传质阻力增加。流速为 4.95 cm/s 时，总传质阻力 最小，对应的 TN 去除效果也最好。