厌氧膜生物反应器AnMBR在废水处理中研究及发展方向

1.3、AnMBR与其他废水处理技术的比较

将AnMBR与其他污水处理技术进行了比较，如表2所示。

由表2可以看出，AnMBR集合了传统好氧、厌氧技术和好氧膜生物反应器的诸多优势，它具有不耗能、可回收燃料气体、产泥量少等众多优点。

1.4、AnMBR在城市生活污水处理中的应用及研究

由于城市生活污水中的污染物浓度较低，较短的水力停留时间难以保证厌氧颗粒污泥的缓慢生长，加之单纯的厌氧处理技术难以满足处理出水达标排放，因此，长久以来鲜有研究者将厌氧处理技术单独应用于城镇污水处理中。

AnMBR作为厌氧处理技术和膜处理技术的结合，既可以保证处理出水达标排放，同时也可降低污泥的产量，成为一种可持续的污水生物处理技术。但近年来有关AnMBR在不同城镇污水及其模拟废水处理中的应用研究结果表明，经传统AnMBR处理，大部分污水的COD最大去除率>70%，由此可见，以传统AnMBR处理技术来处理城镇污水效果并不是很理想。

因此，更多的研究偏向于将膜组件融合于新型厌氧处理技术中以达到对AnMBR技术进行优化和改良。厌氧折流板反应器作为第三代新型高效反应器具有诸多优势，ShaoweiHu等将AnMBR与厌氧折流板反应器进行耦合应用于城市生活污水处理中，在进水COD为1600mg/L，NH4+-N为80mg/L的条件下，COD和NH4+-N去除率分别达到59.5%和83.5%。

A.S.Kappell等将好氧硝化膜组件置于厌氧连续搅拌反应器中处理高浓度有机废水，结果表明，COD去除率>90%，硝酸盐氮去除率>95%。YuTao等将膜组件应用于厌氧SBR工艺中处理人工模拟废水，使得厌氧氨氧化活性增加了19倍，显示了膜反应器在处理低速增殖有机物上的优点。

1.5、AnMBR在工业废水处理中的应用及研究

目前，应用AnMBR处理的工业废水主要包括2大类：食品类工业废水和非食品类工业废水。非食品类工业废水包括造纸、化工、制药、石油、纺织等行业废水，由于其组成复杂、污染物浓度高、毒性大，处理难度较大，而AnMBR在处理这类具有高盐、高温、高悬浮物浓度和高毒性的废水方面具有较大优势。

D.Y.Lee等比较了浸没式AnMBR和CSTR的产氢性能，通过比较发现，AnMBR的产氢速率为2.43～2.56L/(L˙d)，比CSTR的产氢速率高约2.6倍，说明AnMBR具有较高的产氢能力。A.Torres等采用气提式AnMBR处理啤酒废水，结果表明，其具有高效产氢能力及较高的液体回流率，使得在控制膜污染方面更有效果。

S.I.Padmasiri等研究了在高剪切流速(0.9～2m/s)条件下AnMBR处理猪粪废水的性能，结果表明，尽管滤饼层阻力的降低可使膜的生物活性得到改善，但剪切速率的突然改变可能对其仍具有负面影响。

2、AnMBR在废水处理中面临的技术难题

截至目前为止，针对AnMBR在废水处理中的应用研究绝大多数仍处于实验室或中试规模，主要原因有3点：(1)AnMBR中的运行参数难以控制，导致膜污染影响因素众多，膜污染比MBR更严重;(2)AnMBR中生物质气体能源的回收存在技术性困难;(3)由于缺乏对厌氧微生物生态学的微观认识，仅靠操作条件的改变不能从本质上优化反应器的处理性能。

2.1、膜污染的机理研究

膜污染是各类膜生物反应器技术都面临的难题之一，膜结垢可降低整个操作系统的稳定性和可靠性，减少膜通量，从而降低了反应器的处理效能。膜的结垢主要是由反应器中的组合物质(水溶性有机物、进料胶体粒子、细胞裂解和无机沉淀物)形成的。

图2总结了影响膜污染的多种因素，主要包括膜类型、工艺性能、生物系统、化学系统、水动力条件以及生物反应器的操作条件等。目前，对好氧膜生物反应器膜污染机理的研究较多，并取得了大量的成果，虽然AnMBR与MBR相似，但由于厌氧膜生物生长缓慢，反应器负荷较大，且存在操作环境的多变性，因此，关于AnMBR的膜污染机理存在着众多难点有待解决。

图2影响膜污染的因素

2.2膜污染的控制和管理

膜污染的控制措施对于整个反应器的运行效果至关重要，研究者通过采用不同的措施来缓解膜污染。如：在AnMBR启动过程中将其作为传统厌氧反应器短暂操作运行，可减少进水中细微颗粒物在膜面的附着;又如：保持AnMBR膜组件错流运行，可以减少颗粒物在其上面的沉积，但高剪切流速同样会造成细颗粒物的流出，从而影响反应器的运行效果。

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