膜污染問題一直是MBR所面臨的瓶頸,嚴重影響了膜組件的過濾性能與使用壽命,并且大幅增加了MBR在運行和維護過程中的能耗需求,限制了該工藝的穩定性和經濟性。在以往的大量研究中,緩解膜污染的措施主要有膜清洗、膜材料及結構的選擇優化、工藝運行條件的優化、改善污泥混合液特性等。目前,越來越多的研究者將好氧顆粒污泥(AGS)技術與MBR結合形成復合式好氧顆粒污泥膜生物反應器(AGMBR),通過改善污泥混合液性質,將絮狀污泥替換成AGS來尋求膜污染控制新途徑。
一體式AGMBR具有占地面積小、HRT短、微生物活性高,能同時發揮AGS同步脫氮除磷功能和MBR出水水質優良的優點。劉克成等對比分析了傳統MBR工藝與AGMBR工藝對雄安新區變電站生活污水的處理性能,發現傳統MBR工藝對COD、TN、TP的平均去除率分別為89.4%、41.7%、27.1%,而AGMBR工藝對COD、TN、TP的平均去除率分別高達92.7%、79.5%、67.6%??梢钥闯?,絮狀污泥和顆粒污泥在TN和TP的去除方面差異非常顯著,主要原因應該是顆粒污泥內部更易形成缺氧、厭氧區,更加有利于污染物的去除。另外,AGS的加入可以大大緩解膜污染,使其成為近年來廢水處理領域的研究熱點和前沿技術。
因此,基于AGMBR的研究現狀,綜述了AGMBR的混合液特性、膜污染及膜阻力分布、顆粒污泥粒徑及溶解性微生物產物(SMP)與胞外聚合物(EPS)對膜污染的影響,進一步探索AGS緩解膜污染的機理,闡明AGS與MBR相結合的實際意義與價值,并對AGMBR在未來的研究中需要重點關注的問題提出展望。
1、AGMBR的混合液特性
將成熟穩定的AGS引入MBR可使污泥混合液特性發生變化,AGS獨特的空間結構形成了多功能的微環境,從而改善了污泥的沉降性能和膜過濾性能。因此,AGMBR無論是在技術和經濟可行性上,還是在工業級推廣等方面均具有較大優勢,值得深入探究。
AGS的粒徑、表面電荷等特性變化會影響污泥的沉降性能以及顆粒污泥與膜表面的相互作用,從而改善膜過濾性能。宋志偉等研究了AGS投加量對MBR污泥混合液特性的影響,結果發現,隨著AGS投加量的增加,污泥沉降性能得到明顯改善,SVI由135.85mL/g下降至29.36mL/g,這是因為AGS尺寸較大且結構密實,沉降
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