【上海水处理设备网www.szxqhb.com】目前厌氧膜生物处置技术被认为是处置高浓度有机废水的研究热点之一，结合了厌氧生物处置与膜过滤系统，从而具有运营利息低、易于管理控制及剩余污泥产率少等优点。但是也面临着诸如盐度积聚，抑制物质和膜污染等挑战。本文综述了厌氧膜生物反应器的基本原理和构造以及相关的影响因素，为高浓度有机废水的处置提供相关建议。

[关键词]厌氧膜生物反应器(AnMBR废水处置；高浓度有机废水

1介绍

近年来，高浓度有机废水的处置处置引起了人们广泛的关注，例如肠衣废水、猪粪废水、玉米乙醇生产废水、奶酪废水、屠宰场加工废水、肉类加工废水、棕榈油加工废水、羊毛洗涤废水和奶制品废水等。此类废水中具有有机物浓度高、成分复杂、有毒有害等特点，如未经处置直接排入水体将使水体遭受污染，对人类健康和生态环境构成严重威胁。因此，对于高浓度有机废水的处置是当今环境工程和环境科学领域研究的热点。

目前，国内高浓度有机废水的研究多集中在厌氧生物处理。厌氧生物处理是厌氧微生物利用高浓度有机废水中的有机质作为自身营养物质，适宜的条件下(如合适的温度、pH等)将其转化为沼气的过程。此过程不只可以去除污水中的污染物，还可实现能源再生。激进厌氧生物处置具有投资省、运营利息低、易于管理控制及剩余污泥产率少等特点。

但是由于高浓度有机废水的复杂性，采用激进厌氧消化技术在其能源转化工程中遇到诸多问题，例如污泥上浮、污泥流失、VFA 累积等，最终导致运行的失败。AnMBR一种有机结合厌氧生物处置单元和膜分离技术的新型废水处置工艺，其不仅保留了厌氧技术的诸多优点，而且膜组件的引入可以将微生物完全截留，从而实现了SRT和 HRT有效分离。上海纯水设备也正因如此，厌氧膜生物反应器具备污泥浓度高、泥龄长、耐冲击负荷能力强等优点，其在高浓度和复杂有机废水处置方面展现出很好的应用前景。

虽然 AnMBR有上述的许多优点，但是AnMBR废水资源回收方面仍然面临着一些重大挑战，这些问题主要集中在温度，盐度积聚，抑制物质和膜污染。

2厌氧膜生物反应器的基本原理和构造

A nMBR一种将厌氧生物处置技术与膜分离技术相结合的工艺。AnMBR具有以下优点：可将有机废弃物转化成甲烷再次利用，发生较小的剩余污泥、占地面积小、基建费用低、二次污染少，过滤性能好，有效拦截污染物和大分子有机物[6]对某些有毒物质去除效果好，出水水质理想。

根据厌氧处理的方式不同，AnMBR也有不同的构造。罕见厌氧生物反应器包括上流式厌氧污泥床(UA SB完全混合式反应器(CSP和厌氧流化床生物反应器(AFBR这些反应器中，CSPAnMBR最常用的配置，其优点在于构造和操作较为方便。UA SB可以在生物反应器的底部区域保管生物质，所以过膜的出水的悬浮固体浓度很低，减轻膜污染。同时，UA SB反应器中，可以通过气/液/固分离器来收集产生的甲烷。AFBR反应器则是通过填充如石英砂、活性炭、沸石这类细小的固体颗粒填料来净化出水。

3AnMBR处置性能的影响因素

3.1温度

A nMBR可以在高温(50~60℃)或中温(30~40℃)条件下运行。低温(＜20℃)下的AnMBR会面临诸多挑战，包括膜污染的加剧，污染物去除速率的降低和在出水中甲烷溶解度的升高。

Martinez-Sosa观察到当 AnMBR内的温度从 35℃降至 20℃时，反应器中总悬浮固体含量和可溶性 COD浓度也会随之增加，这将会导致严重的膜污染并且会降低甲烷的产量。当温度降至20℃时，出水中的甲烷的溶解度也在增加。此外，上海纯水设备水体的粘度也随着温度的降低而增加，这就需要更多的能量来用于搅拌水体。

3.2盐度积累

高盐含量被认为是严重抑制厌氧过程的因素之一，Dere研究发现，当 AnMBR处置来自海产品加工和奶酪生产的高盐废水时，甲烷的产量和 COD去除率都会有明显的降低。Chen指出较高盐度会导致酶的活性受到抑制，细胞活性会随之下降，厌氧微生物会发生质壁分离的现象，从而对厌氧消化过程发生负面影响。

3.3抑制物质

A nMBR易受废水中如游离氨和硫酸盐等抑制物质的影响。Chen指出，厌氧消化的过程中，随着生物降解反应的进行，废水中的蛋白质会产生大量的游离氨。游离氨的毒性在于它可以穿透微生物的细胞膜，从而导致细胞稳态失衡，破坏质子平衡。

Meab研究发现较高的温度和 pH值会释放更多游离氨来加剧这种抑制反应。高硫酸盐浓度也会抑制 AnMBR性能。这是由于硫酸盐还原菌与产甲烷菌之间对于碳的竞争所导致的此外，硫酸盐还原菌会发生硫化氢，硫化氢可以很容易地穿透微生物的细胞膜并使细胞质内的天然蛋白质变性，从而在多肽链之间发生硫化物和二硫化物。

Meab研究发现，通过增加有机物的浓度可以减轻游离氨和硫酸盐对 AnMBR抑制。Tian报道，可以通过在AnMBR中延长的SRT方法使得微生物充分适应环境来抵抗氨的抑制效应 Wijekoon研究发现，当进水 COD/SO42-高于 10时，AnMBR基本生物性能不受硫酸盐浓度增加的影响。

3.4膜污染

污水处置过程中，无机或有机污染物会在膜孔、膜表面沉积，降低膜通量，增加跨膜压差，因此需要及时化学清洗或更换滤膜。而鉴于膜资料利息高贵，膜污染仍然是限制 AnMBR广泛应用的关键因素。Smith指出 AnMBR中主要污染物包括可溶性微生物(SMP胞外聚合物(EPS胶状固体、附着的细胞和无机沉淀物。Jun[18]研究发现，约 700天长期运行的AnMBR中会生成由生物诱导效应而产生的矿物质结垢，而这种污染是一种不可逆污染，因此，需要化学清洗来恢复膜的通透性。

A nMBR运行期间的膜污染主要取决于膜的性质、操作条件(例如温度，水通量，HRT和 SRT流体动力学和污泥特性。例如，Lin[16]研究报道，相同的流体动力学条件下操作时，上海纯水设备高温条件下系统的过滤阻力会比中温条件下系统的过滤阻力高约 5~10倍。这是由于在高温条件下，SMP和细小的絮凝物会大量累积。

Huang报道，随着 HRT减少，SMP会加速积累，而较长的SRT会减少颗粒的絮凝度和粒径，从而加剧膜污染。因此，通过优化操作条件，可以在一定水平上有效地减轻 AnMBR中的膜污染。

尽管目前已经具有一些有效控制膜污染的方法，但是膜清洁这个环节仍然是必不可少的膜清洁包括物理法、化学法和生物法。物理法主要包括反冲洗，外表冲洗和超声波处理。化学法是指运用特定的试剂(酸、碱和氧化剂)来去除膜的不可逆污染。值得一提的化学法需要消耗化学试剂，会不可防止地带来二次污染等问题。生物法是指采用酶制剂来清洗膜污染中的有机污染物，酶制剂没有二次污染，而且对膜不产生损害，但是其高额的价格利息制约了进一步的应用。

4结论

相比激进厌氧生物处置技术，AnMBR具有污泥浓度高、泥龄长、耐冲击负荷能力强等优点，可以说 AnMBR对高浓度有机废水处置具有较大的应用前景。但是目前的研究者们需要进一步解决与盐度积聚，温度，膜污染以及抑制物质等相关问题，这样才干推进 AnMBR水处置和能源回收方面的实际应用。

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