作为一种混凝剂,聚合氯化铝(PAC)通常会被投加到膜生物反应器(MBR)内用于化学除磷和膜污染控制,但是由于膜组件的高效截留性能,大量的铝盐会在MBR内累积,其对MBR内污泥性能的影响很少受到学者们的关注。本文探究了在厌氧-好氧膜生物反应器(A/O-MBR)内累积的铝盐对污泥活性、污泥形态、菌群结构的影响及作用机制,提出了两种减缓铝盐累积负面影响的策略并探讨了其可行性。在A/O-MBR内持续投加PAC(28.3 mg/L)进行化学除磷,污泥中铝盐含量也持续上升。当污泥表面的铝元素质量百分比达到14.2%时,反应器对氨氮、磷酸盐、化学需氧量(COD)去除率均保持在80%以上。但是,污泥中氨氧化菌(AOB)、亚硝酸盐氧化菌(NOB)活性和污泥比耗氧速率(SOUR)分别下降了82.1%、79.8%和46.4%,而且反应器的生物除磷能力几乎丧失。此外,污泥的絮体结构变得更加分散密实,污泥粒径显著减小,胞外聚合物(EPS)中蛋白质含量明显下降。铝盐的累积对菌群结构也造成了显著的影响,Aridibacter属相对丰度的持续增加可能是保证反应器仍能稳定运行的主要原因。研究了污泥SOUR和铝盐累积量之间的关系,结果表明污泥受抑制程度与铝盐积累量呈正相关。比较两个相同A/O-MBR在不同SRT(15 d和30 d)条件下的运行情况,结果发现两个反应器的污染物去除率并无显著差异,但是短的SRT有利于控制污泥中铝盐的累积速率。第54 d,污泥中的铝元素质量百分比分别达到16.7%(SRT,30 d)和13.2%(SRT,15 d);污泥中AOB活性分别下降了10.94%和4.43%,以及NOB活性分别下降了22.99%和18.25%;相反,污泥的反硝化活性和吸磷效果显著增强。因此,通过控制较短的SRT是可以减缓铝盐的累积对污泥硝化活性的抑制,但是也需要考虑膜污染的控制问题。在A/O-MBR内投加悬浮填料作为生物挂膜载体,研究PAC的持续投加对生物膜A/O-MBR工艺处理效能的影响。结果表明累积的铝盐可以促进悬浮污泥EPS含量的提升,从而使得生物膜量上升了17.5%。同时,累积的铝盐促进了Nitrospira属在生物膜上的富集,使得生物载体的AOB和NOB活性分别增长了42.9%和65.9%。因此,向MBR内投加悬浮填料建立生物膜-膜生物系统,可以消除积累的铝盐对污泥硝化作用产生的负面影响。