侧流式厌氧膜生物反应器系统：实现能量自给型污水处理的新策略

这篇研究创新性地将化学强化一级处理(CEPT)与厌氧膜生物反应器(AnMBR)结合，提出侧流式AnMBR系统。该系统通过CEPT单元浓缩污水，再通过AnMBR消化浓缩污泥，实现了65.7%的COD去除率和51.4%的甲烷转化率(0.26 L–CH4/g–COD)，溶解甲烷损失<1%，膜需求降至0.56 m2/m3-污水/天，并达到0.61 kWh/m3的能量正产出。研究为低温地区污水处理的能源回收提供了新思路。

　　

亮点
• CEPT-AnMBR系统通过"捕获+消化"策略实现能量正产出(0.61 kWh/m³)
• 溶解甲烷损失降至<1%，甲烷产率达0.26 L–CH₄/g–COD
• 膜需求大幅降低至0.56 m²/m³-污水/天

CEPT-AnMBR系统描述
如图1(a)所示，这个侧流模式系统包含CEPT单元和AnMBR单元。研究最大特色是将实验室规模AnMBR与全球最大CEPT厂之一——香港昂船洲污水处理厂(SCISTW)联用。该厂处理维多利亚港区域污水，运行数据来自香港渠务署。

污水处理性能
CEPT单元表现出稳定的污染物去除能力：

• 总COD(T-COD)去除率65.7±2.7%，出水COD约192.1±55.8 mg/L
• 悬浮物(SS)去除率72.0±5.5%，出水SS约68.3±12.2 mg/L
  与主流AnMBR相比...

结论
CEPT-AnMBR系统通过三大创新突破实现革命性进展：

1. CEPT捕获效率是系统性能的关键限制因素
2. 将污水转化为高浓度污泥流，使溶解甲烷损失可忽略不计
3. 膜面积需求比主流系统降低一个数量级

研究意义
这项研究首次全面评估CEPT-AnMBR系统，通过真实污水处理厂数据证明：该系统特别适合低温地区应用，为解决传统AnMBR的溶解甲烷损失、膜污染和低温效率低下三大痛点提供了完美方案。