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本试验以絮状活性污泥为接种污泥,在两个相同的序批式活性污泥反应器(SBR)中分别通过促进与抑制丝状菌生长的方式,成功地培养出两种性质不同的好氧颗粒污泥。然后,将培养成熟的两种好氧颗粒污泥分别投加到膜生物反应器(MBR)中形成好氧颗粒污泥膜生物反应器(AGMBR),同时与传统MBR进行对比,考察了好氧颗粒污泥对膜污染的影响。
R1促进丝状菌生长,仅用15d便得到成熟的好氧颗粒污泥,沉降速度为45m/h,SVI值35~45 ml/g,粒径主要在2~4 mm之间,耗氧速率(SOUR)为1.35mg/(g·min),内部以丝状菌为主;R2抑制丝状菌生长,耗时120d得到成熟好氧颗粒污泥,沉降速度61 m/h,SVI维持在30 ml/g左右,粒径主要在1~1.6 mm之间,SOUR为1.21 mg/(g·min),内部以杆菌为主。好氧颗粒污泥培养成熟后,两者对COD的去除率相差不大,均达到95%以上;R1对NH4+-N的去除率为95%,略低于R2的98%;R1对TN的去除率达到60%,明显高于R2的50%;R1对TP的去除率为31%,而R2为30%。与接种污泥相比,R1、R2反应器中胞外多聚物(EPS)含量均有所增加,这说明胞外多聚物在好氧颗粒的污泥形成过程中起到了关键作用。
将丝状菌颗粒污泥以连续流AGMBR方式运行时,颗粒出现解体,系统发生丝状菌膨胀,系统内EPS含量明显增加,仅运行5d便达到最高运行压力。将非丝状菌颗粒污泥以连续流AGMBR方式运行,15d达到最高运行压力,比传统MBR运行周期延长了一倍。与传统活性污泥相比,非丝状菌好氧颗粒污泥对膜污染现象具有明显的减缓作用。试验期间,进水COD为400mg/L、TN为20 mg/L时,传统MBR的SVI在120ml/g,而丝状菌颗粒污泥AGMBR稳定在50 ml/g左右。非丝状菌颗粒污泥AGMBR对COD的平均去除率略高于传统MBR分别为92%和89%,二者对氨氮平均在92%左右相差不大;AGMBR较MBR对TN有较高的去除效率平均值为40%,明显高于MBR的17%。通过红外吸收光谱图对比发现,不论在MBR还是非丝状菌颗粒污泥AGMBR中,胞外聚合物都是导致膜污染的重要物质。滤饼层阻力在两者膜污染中均起到主要作用,但MBR的膜孔阻力要高于AGMBR,好氧颗粒污泥沉降性能好,污泥不易在膜表面沉积形成滤饼层,减少了滤饼层阻力,粒径较大,降低了污泥进入膜孔的机率,减少了膜孔阻塞。