目前我國水污染形勢依然嚴峻,氮素等污染物的排放標準日益嚴格,新高效脫氮工藝的發展需求迫切。近20年來,膜曝氣生物膜反應器( membrane aeratedbiofilm reactor,MABR) 作為一項頗具節能潛力的技術,憑借其高效脫氮、占地面積小等優勢,在未來污水處理的節能減耗,污水廠的升級改造中顯得尤為重要。在1972年出現了用于細胞和組織培養的中空纖維氧化系統,根據這一成果 Yeh 等于 1978 年首次提出并構建了MABR,發現微孔膜曝氣耦合微生物膜氧化方法可以有效降解廢水中的有機質。1989 年,Cote等提出無泡曝氣的概念,論證了MABR在氣體傳質方面的優勢。分子生物學技術的發展使Yamigawa 等在 1994 年首次觀察到MABR的生物膜群落存在分層結構。至此,MABR正式進入研究者的視野。接下來的20多年,學者們在MABR的工藝原理、影響因素和工藝優化上做了大量研究,隨著膜材料的開發,從工藝機理到工藝開發與應用方面均取得了較大進步。以此為基礎,2013 年都柏林大學Spinout 公司率先研發出MABR的商用中空纖維膜,隨后SUEZ、Fluence 等公司也相繼推出了基于MABR工藝的膜組件和成套污水處理解決方案。目前MABR在污水廠擴容改造與節能降耗方面均有較多應用,同時在工業廢水處理、河道水質凈化等方面也有一定拓展應用。MABR膜材料無法滿足實際應用需求與已有技術積累不足以支持MABR的深入研究一直是制約MABR技術發展的重要因素。隨著分子材料學的發展與檢測手段的不斷進步,MABR在近20年受到越來越多研究者的關注 ,在污水脫氮方面的應用一直是人們關注的重點,占全部MABR 相關文章的90%以上。本文圍繞MABR在新型脫氮工藝技術方面的發展應用,分別從膜材料與性能進步、工藝設計與發展、工藝運行優化等方面進行了綜述,并在此基礎上提出未來研究和工程應用發展的思考,為脫氮工藝技術發展提供參考和借鑒。
膜曝氣生物膜反應器(MABR) 是一種新型生物污水處理技術,具有氧傳質效率高、底物氧氣異向傳質等特點,在污水高效脫氮、節能降耗、污泥減量化等方面優勢明顯,近年備受關注。近20多年的研究中,系列研究工作對影響MABR運行效果的氣體傳質、物質傳遞及微生物群落結構等因素進行了深入探索,在工藝控制與優化、反應器設計與改進、脫氮工藝過程模型開發與模擬等方面取得較大進展突破。隨著膜材料的不斷改進和全面應用,MABR技術具有良好的工程實踐前景。
