两种典型预处理系统在处理效率、DOM（溶解有机物质）转化及微生物群落方面的比较评估——以全规模纳滤工艺为例

《ACS ES&T Engineering》：Comparative Evaluation of Treatment Efficiency, DOM Transformation, and Microbial Profile in Two Typical Pretreatment Systems of a Full-Scale Nanofiltration

纳滤预处理工艺对比研究：超滤与砂滤+微滤在处理性能、有机物转化及微生物群落上的差异分析，发现超滤更高效去除悬浮物和有机物，但砂滤系统生物降解性更强且微生物多样性更高。

　　

预处理过程对纳滤（NF）水厂的运行效率至关重要；然而，关于预处理方案的全面评估却相对不足。本研究在了一个全规模的纳滤厂中，对比了两种典型的预处理系统——超滤（PS_UF）和砂滤+微滤（PS_SF），分析了它们的处理效果、有机物转化情况以及微生物群落特征。结果表明，超滤在去除浊度、淤泥密度指数、溶解有机物（DOM）和生物量方面表现更为优异。由于更容易发生污染，砂滤+微滤系统导致了更高的压力损失和运营成本。通过傅里叶变换离子回旋共振质谱法对溶解有机物进行分析后发现，超滤过程中产生的难降解多环芳烃和多酚类物质的芳香性更强；而砂滤+微滤系统的渗透液中则含有更多可生物降解的化合物，这些化合物主要由低分子量成分构成（占19%）。超滤过程产生了更多的有机分子碎片，从而形成了更多的新有机产物，其主要反应类型包括氧化、脱烷基化和脱羧作用。与超滤系统相比，砂滤+微滤系统中含氮和硫的化合物比例更高（分别为76.2%和66.1%），这可能意味着生物可降解有机物的生成量更多，这一现象也得到了更多样化的微生物群落以及更多形成生物膜的微生物（如Gaiellales、Sphingomonadaceae和Saccharimonadales）的支持。此外，微滤过程本身也可能成为污染的来源，因为其中积累的有机物会被释放出来。本研究对这两种常见的预处理方法进行了深入评估，并为纳滤技术的实际应用提供了有价值的参考意见。