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Current progress of continuous-flow aerobic granular sludge: A critical review
Science of the Total Environment ( IF 8.2 ) Pub Date : 2023-03-06 , DOI: 10.1016/j.scitotenv.2023.162633 Seyed Hesam-Aldin Samaei 1 , Jianfei Chen 1 , Jinkai Xue 1
Science of the Total Environment ( IF 8.2 ) Pub Date : 2023-03-06 , DOI: 10.1016/j.scitotenv.2023.162633 Seyed Hesam-Aldin Samaei 1 , Jianfei Chen 1 , Jinkai Xue 1
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Aerobic granular sludge (AGS) is promising for water resource recovery. Despite the mature granulation strategies in sequencing batch reactor (SBR), the application of AGS-SBR in wastewater treatment is usually costly as it requires extensive infrastructure conversion (e.g., from continuous-flow reactor to SBR). In contrast, continuous-flow AGS (CAGS) that does not require such infrastructure conversion is a more cost-effective strategy to retrofit existing wastewater treatment plants (WWTPs). Formation of aerobic granules in both batch and continuous-flow mode depends on many factors, including selection pressure, feast/famine conditions, extracellular polymeric substances (EPS), and environmental conditions. Compared with AGS in SBR, creating proper conditions to facilitate granulation in continuous-flow mode is challenging. Researchers have been seeking to tackle this bottleneck by studying the impacts of selection pressure, feast/famine conditions, and operating parameters on granulation and granule stability in CAGS. This review paper summarizes the state-of-the-art knowledge regarding CAGS for wastewater treatment. Firstly, we discuss the CAGS granulation process and effective parameters (i.e., selection pressure, feast/famine conditions, hydrodynamic shear force, reactor configuration, the role of EPS, and other operating factors). Then, we evaluate CAGS performance in removing COD, nitrogen, phosphorus, emerging pollutants, and heavy metals from wastewater. Finally, the applicability of the hybrid CAGS systems is presented. At last, we suggest that integrating CAGS with other treatment methods such as membrane bioreactor (MBR) or advanced oxidation processes (AOP) can benefit the performance and stability of granules. However, future research should address unknowns including the relationship between feast/famine ratio and stability of the granules, the effectiveness of applying particle size-based selection pressure, and the CAGS performance at low temperatures.
中文翻译：
连续流好氧颗粒污泥研究进展
好氧颗粒污泥 （AGS） 在水资源回收方面前景广阔。尽管序批式反应器 （SBR） 中的造粒策略已经成熟，但 AGS-SBR 在废水处理中的应用通常成本高昂，因为它需要大量的基础设施转换（例如，从连续流反应器到 SBR）。相比之下，不需要此类基础设施转换的连续流 AGS （CAGS） 是改造现有污水处理厂 （WWTP） 的更具成本效益的策略。分批和连续流模式下需氧颗粒的形成取决于许多因素，包括选择压力、盛宴/饥荒条件、细胞外聚合物物质 （EPS） 和环境条件。与 SBR 中的 AGS 相比，在连续流模式下创造适当的条件以促进造粒具有挑战性。研究人员一直在通过研究选择压力、盛宴/饥荒条件和操作参数对 CAGS 中造粒和颗粒稳定性的影响来寻求解决这一瓶颈。本综述总结了有关 CAGS 用于废水处理的最新知识。首先，我们讨论了 CAGS 造粒过程和有效参数 （即选择压力、盛宴/饥荒条件、流体动力剪切力、反应器配置、EPS 的作用和其他操作因素）。然后，我们评估 CAGS 在去除废水中的 COD 、 氮 、 磷、 新兴污染物 和重金属方面的性能。最后，介绍了混合 CAGS 系统的适用性。最后，我们建议将 CAGS 与其他处理方法（如膜生物反应器 （MBR） 或高级氧化工艺 （AOP） 相结合，可以有利于颗粒的性能和稳定性。 然而，未来的研究应解决未知因素，包括盛宴/饥荒比率与颗粒稳定性之间的关系、施加基于粒径的选择压力的有效性以及低温下的 CAGS 性能。
更新日期：2023-03-06
中文翻译：
连续流好氧颗粒污泥研究进展
好氧颗粒污泥 （AGS） 在水资源回收方面前景广阔。尽管序批式反应器 （SBR） 中的造粒策略已经成熟，但 AGS-SBR 在废水处理中的应用通常成本高昂，因为它需要大量的基础设施转换（例如，从连续流反应器到 SBR）。相比之下，不需要此类基础设施转换的连续流 AGS （CAGS） 是改造现有污水处理厂 （WWTP） 的更具成本效益的策略。分批和连续流模式下需氧颗粒的形成取决于许多因素，包括选择压力、盛宴/饥荒条件、细胞外聚合物物质 （EPS） 和环境条件。与 SBR 中的 AGS 相比，在连续流模式下创造适当的条件以促进造粒具有挑战性。研究人员一直在通过研究选择压力、盛宴/饥荒条件和操作参数对 CAGS 中造粒和颗粒稳定性的影响来寻求解决这一瓶颈。本综述总结了有关 CAGS 用于废水处理的最新知识。首先，我们讨论了 CAGS 造粒过程和有效参数 （即选择压力、盛宴/饥荒条件、流体动力剪切力、反应器配置、EPS 的作用和其他操作因素）。然后，我们评估 CAGS 在去除废水中的 COD 、 氮 、 磷、 新兴污染物 和重金属方面的性能。最后，介绍了混合 CAGS 系统的适用性。最后，我们建议将 CAGS 与其他处理方法（如膜生物反应器 （MBR） 或高级氧化工艺 （AOP） 相结合，可以有利于颗粒的性能和稳定性。 然而，未来的研究应解决未知因素，包括盛宴/饥荒比率与颗粒稳定性之间的关系、施加基于粒径的选择压力的有效性以及低温下的 CAGS 性能。
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