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2019年发表在Bioresource Technology的一篇文章（Evans et al,. 2019, Jaeho Bae和 Mccarty均在作者之列）比较了两个处理市政污水的厌氧MBR中试装置，一个是使用沼气喷射/鼓泡的装置，另一个则使用了颗粒活性炭流化床，前者进水COD平均值为620mg/L，后者进水COD平均值为210mg/L。两者都在13至32摄氏度温度范围内运行，COD负荷都在1.3-1.4 kgCOD/m3/d，膜通量都在7.6-7.9 L/m2/h。COD去除率两者类似，都在90%左右。 尽管颗粒活性炭流化床的水力停留时间比沼气喷射/鼓泡的装置少约65%，文中提到颗粒活性炭流化床的PVDF超滤膜出现了较严重的磨损，磨损更集中在底部。该文认为对有机聚合物材料的膜而言，虽然颗粒活性炭流化床与沼气喷射/鼓泡相比更为节能，但由于对膜的磨损，用颗粒活性炭流化床来减轻膜污染不实用。 有鉴于此，该文提出的建议是在厌氧反应器加入颗粒活性炭并使之流化，在膜单元采用沼气喷射/鼓泡来减轻膜污染。
图3厌氧MBR工艺流程图，上图为沼气喷射/鼓泡，下图为颗粒活性炭流化床（引自Evans et al,. 2019） 未来展望 如上文所述，尽管厌氧MBR在工业污水领域初步开始了实际应用，在市政污水领域进入了中试阶段，能耗，污泥产量等方面的优势初步得到体现，厌氧MBR更大规模实际应用仍然还有需要解决的问题。 工业污水方面，目前厌氧MBR实际处理的废水多为高浓度高可生化性的污水。由于厌氧MBR将水力停留时间与污泥停留时间分开，与传统厌氧工艺相比理论上可以有更好的驯化效果。今后有望出现处理难降解有机废水的厌氧MBR实际工程项目。 市政污水方面，虽然已经有达到能量平衡的中试结果，还需要进一步积累数据，改进厌氧MBR的设计，以求在实际项目中真正达到能量平衡。厌氧MBR体系中，溶解性微生物产物SMP与胞外多聚物EPS的浓度均大大高于好氧MBR，理论上会面临更为严重的膜污染问题。如上文所述，目前的颗粒活性炭流化床中试结果表明，颗粒活性炭对PVDF膜造成了较大磨损，需要进一步寻找适当的载体和运行条件。沼气喷射/鼓泡的能耗在某些情况下也达到了传统活性污泥法的水平，需要进一步完善。也有部分学者研究Anaerobic dynamic membranebioreactor (AnDMBR)厌氧动态MBR，使用孔径达到200微米的支撑层，利用膜表面污染物作为分离层，某种程度上利用了这一缺点。 此外，厌氧MBR更大规模实际应用的障碍还有低温下反应速率的稳定，溶于水相中的甲烷的提取，还有脱氮除磷的方法等。低温下的厌氧MBR已有一些研究成果，15摄氏度乃至6摄氏度下的厌氧MBR运行已有相关文献报道；厌氧MBR和主流厌氧氨氧化的耦合也以进入小试到中试阶段。 可以预见，尽管有着以上问题，厌氧MBR仍然有其独特的优势，在未来有望得到更广泛的实际应用。 （编辑：Wendy） |
