膜污染问题一直是MBR所面临的瓶颈,严重影响了膜组件的过滤性能与使用寿命,并且大幅增加了MBR在运行和维护过程中的能耗需求,限制了该工艺的稳定性和经济性。在以往的大量研究中,缓解膜污染的措施主要有膜清洗、膜材料及结构的选择优化、工艺运行条件的优化、改善污泥混合液特性等。目前,越来越多的研究者将好氧颗粒污泥(AGS)技术与MBR结合形成复合式好氧颗粒污泥膜生物反应器(AGMBR),通过改善污泥混合液性质,将絮状污泥替换成AGS来寻求膜污染控制新途径。
一体式AGMBR具有占地面积小、HRT短、微生物活性高,能同时发挥AGS同步脱氮除磷功能和MBR出水水质优良的优点。刘克成等对比分析了传统MBR工艺与AGMBR工艺对雄安新区变电站生活污水的处理性能,发现传统MBR工艺对COD、TN、TP的平均去除率分别为89.4%、41.7%、27.1%,而AGMBR工艺对COD、TN、TP的平均去除率分别高达92.7%、79.5%、67.6%。可以看出,絮状污泥和颗粒污泥在TN和TP的去除方面差异非常显著,主要原因应该是颗粒污泥内部更易形成缺氧、厌氧区,更加有利于污染物的去除。另外,AGS的加入可以大大缓解膜污染,使其成为近年来废水处理领域的研究热点和前沿技术。
因此,基于AGMBR的研究现状,综述了AGMBR的混合液特性、膜污染及膜阻力分布、颗粒污泥粒径及溶解性微生物产物(SMP)与胞外聚合物(EPS)对膜污染的影响,进一步探索AGS缓解膜污染的机理,阐明AGS与MBR相结合的实际意义与价值,并对AGMBR在未来的研究中需要重点关注的问题提出展望。
1、AGMBR的混合液特性
将成熟稳定的AGS引入MBR可使污泥混合液特性发生变化,AGS独特的空间结构形成了多功能的微环境,从而改善了污泥的沉降性能和膜过滤性能。因此,AGMBR无论是在技术和经济可行性上,还是在工业级推广等方面均具有较大优势,值得深入探究。
AGS的粒径、表面电荷等特性变化会影响污泥的沉降性能以及颗粒污泥与膜表面的相互作用,从而改善膜过滤性能。宋志伟等研究了AGS投加量对MBR污泥混合液特性的影响,结果发现,随着AGS投加量的增加,污泥沉降性能得到明显改善,SVI由135.85mL/g下降至29.36mL/g,这是因为AGS尺寸较大且结构密实,沉降
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