好氧颗粒污泥膜生物反应器的研究进展-刘爱萍

环境工程2008年第26卷增刊好氧颗粒污泥膜生物反应器的研究进展＊刘爱萍李开明陈中颖邓志毅(环境保护部华南环境科学研究所,广州510655)摘要综述了好氧颗粒污泥膜生物反应器(MBR)在废水生物处理中的研究进展,着重介绍了MBR中好氧颗粒污泥的特性、好氧颗粒污泥对氨氮的去除特性及其对膜污染控制的特性,并在此基础上展望了好氧颗粒污泥MBR技术的发展方向。关键词好氧颗粒污泥膜生物反应器膜污染综述RESEARCHADVANCEINAEROBICGRANULARSLUDGEMEMBRANEBIOREACTORLiuAipingLiKaimingChenZhongyingDengZhiyi(SouthChinaInstituteofEnvironmentalSciences,MinistryofEnvironmentalProtectionGuangzhou510655)AbstractThisreviewintroducestheprogressofaerobicgranularsludgemembranebioreactors,especiallythecharacteristicofaerobicgranularsludgeinmembranebioreactors,theremovasofNH3-N,andthecontrollingofmembranefouling.Furthermore,theresearchdirectionofaerobicgranularsludgemembranebioreactorsisforecasted.Keywordsaerobicgranularsludgemembranebioreactormembranefoulingreview＊广东省科技计划(2007B030103015)。好氧颗粒污泥是近几年发现的在好氧条件下自发形成的细胞自身固定化颗粒,它因具有良好的沉淀性能、较高的生物量、较高的活性,并且利用其空间尺寸可以形成具有多种功能的微环境等特点而倍受关注[1-4]。膜生物反应器(MBR)作为一种高效、紧凑的处理技术在污水处理与回用领域得到了广泛的研究与应用[5-6]。但MBR在运行过程中容易引起严重的膜污染,且其脱氮除磷能力不足,这些是制约MBR进一步发展的突出问题[7-8]。因此好氧颗粒污泥和MBR的结合已经成为这几年来的研究方向。1MBR中好氧颗粒污泥的特性研究用于培养好氧颗粒污泥的接种污泥主要有两种:普通絮状活性污泥和厌氧颗粒污泥。张楠等[9]以普通活性污泥为接种污泥,在MBR中形成的好氧颗粒污泥外面裹有丝状菌,用无菌水洗去外裹的丝状菌后,可以观察到颗粒污泥表面光滑,外观为黄色圆形或椭圆形颗粒,形成的颗粒的直径多数在0.5～3mm之间,直径最大可以达到4mm。单个颗粒的沉降性能较好,沉降速度介于20～71m/h之间,高于普通的活性污泥絮体的沉降速度(一般为8～10m/h)[10]。颗粒的含水率为98%左右。颗粒的MLVSS/MLSS=0.97,高于接种污泥的0.8,说明在所形成的好氧颗粒污泥中,无机成分并不是主要的成分。这些理化性质和序批式反应器(SBR)中培养出的好氧颗粒污泥的理化性质接近[11]。高方述等[12]将厌氧颗粒污泥移入MBR中进行培养,得到的好氧颗粒污泥理化性质结果却有所不同:MBR中培养成熟的好氧颗粒污泥表面微生物以杆菌和丝状菌为主,但丝状菌的数量明显多于接种污泥,并在颗粒污泥外围大量生长,部分丝状菌菌丝表面光滑;另一部分菌丝上黏附大量的固体和黏液状物质,内部以长杆菌为主,也存在一定数量的丝状菌和一些非微生物的物质。污泥较大颗粒一般以椭球状为主,而较小颗粒则以球状居多,至运行结束时,较小颗粒以黄色为主,较大颗粒则基本上为暗黄色,随运行时间的延长,MBR中好氧颗粒浓度污泥趋于小粒径化,颗粒污泥平均粒径变小,由初始的2.98mm降至1.96mm。好氧颗粒污泥的MLVSS/MLSS从第5天的0.91降至反应器运行终了时的0.83。好氧颗粒污泥由于自身结构紧密,对环境表现出良好的承受能力,160环境工程2008年第26卷增刊从而其生物活性变化幅度较小。XiufenLi[13]以好氧颗粒污泥作为接种污泥,稳定后的好氧颗粒污泥特性与高方述的研究结果类似。2好氧颗粒污泥MBR去除有机物的特性研究MBR系统具有较高的有机物去除效果,主要归因于:一方面通过提供高浓度污泥来提高系统的生化反应速度和程度,另一方面通过膜及膜表面凝胶层对溶解性有机分子的过滤和截留作用进一步去除有机物。MBR中活性污泥的存在形态对于有机物的去除效果也会产生一定的影响。陈蕊等[14]对好养颗粒污泥MBR和普通MBR两种系统进行研究,在相同的运行条件下,好氧颗粒污泥MBR具有比普通活性污泥MBR更强的有机物