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厌氧膜生物反应器处理市政污水的产甲烷性能及微生物代谢特征

刘佳乐 雷振 崔耀奎 陈荣

刘佳乐, 雷振, 崔耀奎, 陈荣. 厌氧膜生物反应器处理市政污水的产甲烷性能及微生物代谢特征[J]. 环境科学研究.
引用本文: 刘佳乐, 雷振, 崔耀奎, 陈荣. 厌氧膜生物反应器处理市政污水的产甲烷性能及微生物代谢特征[J]. 环境科学研究.
Study on Process Characteristics and Microorganism of Anaerobic Membrane Bioreactor for Municipal Wastewater Treatment[J]. Research of Environmental Sciences.
Citation: Study on Process Characteristics and Microorganism of Anaerobic Membrane Bioreactor for Municipal Wastewater Treatment[J]. Research of Environmental Sciences.

厌氧膜生物反应器处理市政污水的产甲烷性能及微生物代谢特征

Study on Process Characteristics and Microorganism of Anaerobic Membrane Bioreactor for Municipal Wastewater Treatment

Funds: National Natural Science Foundation of China;Shaanxi Outstanding Youth Fund;National Natural Science Foundation of China
  • 摘要: 厌氧膜生物反应器(anaerobic membrane bioreactor, AnMBR)作为一种新型厌氧处理技术,可高效去除污水中的有机物并以甲烷的形式回收再利用,降低污水处理能耗与碳排量,助力实现“双碳”目标。为评估AnMBR处理市政污水时的能源回收潜力,进一步揭示处理系统工艺特性,研究考察了不同水力停留时间(hydraulic retention time, HRT)下AnMBR处理市政污水的污染物去除及产甲烷性能、微生物代谢产物及微生物群落组成特征。结果表明:①在室温条件下,HRT从24 h缩短至3.2 h过程中反应器均可实现高效的化学需氧量(chemical oxygen demand, COD)去除与产甲烷性能,COD去除效率稳定在95%以上,进水77%以上的COD转化为甲烷,出水COD浓度低至(21.2±7.8) mg/L。②反应器中溶解性微生物代谢产物浓度达70~200 mg/L(以COD计),蛋白质/多糖比值为4.3~5.5,远高于胞外聚合物中蛋白质/多糖比值(2.0~4.0),膜污染潜力高。③微生物群落分析发现产甲烷古菌/细菌比值与固体停留时间显著负相关(p<0.05),且不同粒径颗粒中微生物群落组成差异显著,产甲烷古菌在粒径≥10 μm的颗粒中丰度较高,维持混合液挥发性悬浮固体浓度在8.0~11.5 g/L和固体停留时间在60~80 d可避免细菌-产甲烷古菌间菌间失衡。研究显示,AnMBR处理市政污水可实现良好的污染物去除效果与产甲烷性能,但过长的SRT会导致的污泥浓度过高、溶解性微生物代谢产物浓度增大与产甲烷古菌丰度降低,影响系统高效稳定运行。

     

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出版历程
  • 收稿日期:  2022-08-15
  • 录用日期:  2022-11-15
  • 修回日期:  2022-10-27
  • 网络出版日期:  2022-11-15

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