低耗往复式膜生物反应器系统在城镇污水处理厂的中试应用研究

作     者：汤凯 宋灿辉 曹茜斐 安天一 刘洋 周钒 杜桂泉 孙法迁 陈重军 

作者机构：苏州科技大学环境科学与工程学院 苏州苏科环保科技有限公司 江苏创盛环境监测技术有限公司 浙江师范大学地理与环境科学学院 江苏省水处理技术与材料协同创新中心苏州科技大学 

出 版 物：《中国环境科学》 (China Environmental Science)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51508366) 苏州市科技成果转化项目(SGC202357) 

主　　题：往复式振动膜生物反应器 脱氮除碳 微生物群落结构 能耗 

摘      要：“碳中和与“碳达峰目标下，城镇污水处理厂的低能耗与出水高标准水质的需求日益提升.本研究以往复式振动膜生物反应器（vibration membrane bioreactor， VMBR）技术为核心，构建了低耗往复式膜生物反应器（Low energy Porflon no aeration Membrane bioreactor， LEP-N-MBR）中试系统，以处理污水处理厂A2/O出水，污水处理量为350 m3/d.研究结果发现，整个运行阶段中振动膜能耗仅为0.020 kWh/m3，MBR能耗得到极大降低.当系统污泥浓度（MLSS）为3000 mg/L时TN和COD去除率分别为53.78%和61.76%，出水NH4+-N仅为0.51 mg/L;而MLSS为6000 mg/L时，出水NH4+-N浓度升高至2.07 mg/L，同时相较于MLSS为3000 mg/L时，膜运行周期缩短33.3%.批次测试显示，系统污泥的最高氨氧化速率和反硝化速率分别为3.65 mg/（g·h）和5.55 mg/（g·h）.高通量测序表明，低营养环境下，机振动膜促进了膜表面有机物的释放，被Hyphomicrobium以及norank＿f＿＿Microtrichaceae等利用代谢强化了脱氮效果.低耗高效的中试LEP-N-MBR系统可为城镇污水处理厂提供技术新视角与理论指导，助力实现“双碳目标.