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  近年(nian)來，隨著經(jing)濟的(de)發展，環境的(de)惡化，對(dui)凈水技術的(de)要求越來越高，尋找高效(xiao)、經(jing)濟、可持(chi)續的(de)污水處理方法已(yi)經(jing)迫在(zai)眉(mei)睫。膜(mo)(mo)生物反應(ying)(ying)器處理效(xiao)率(lv)高、占地(di)面積小，于(yu)20世紀(ji)90年(nian)代被(bei)國內研究者(zhe)們關(guan)注，研究發展至今已(yi)經(jing)成功應(ying)(ying)用于(yu)實際生產。但是膜(mo)(mo)生物反應(ying)(ying)器的(de)廣(guang)泛(fan)應(ying)(ying)用仍受其脫氮(dan)效(xiao)果不理想、膜(mo)(mo)污染嚴重(zhong)和運行成本高等因(yin)素限制(zhi)。與(yu)此同時，生物膜(mo)(mo)法具有運行穩定、抗沖擊負荷(he)能力強、剩余污泥少、無污泥膨脹(zhang)、還有一定的(de)硝化反硝化功能等優點，因(yin)此在(zai)生活污水和某些工業廢水的(de)處理中得到了廣(guang)泛(fan)的(de)應(ying)(ying)用。

  復(fu)(fu)合式膜(mo)(mo)生物(wu)(wu)(wu)反(fan)應(ying)器(qi)是將傳統膜(mo)(mo)生物(wu)(wu)(wu)反(fan)應(ying)器(qi)與生物(wu)(wu)(wu)膜(mo)(mo)法(fa)結合的(de)(de)新(xin)型廢水處理(li)工(gong)藝(yi)。該(gai)工(gong)藝(yi)結合了兩(liang)者優(you)點，增(zeng)強(qiang)了傳統膜(mo)(mo)生物(wu)(wu)(wu)反(fan)應(ying)器(qi)的(de)(de)處理(li)效果，減少(shao)了剩余(yu)污(wu)泥產量(liang)，有效緩解了膜(mo)(mo)污(wu)染現象，并(bing)為反(fan)應(ying)器(qi)內的(de)(de)同步(bu)硝化(hua)反(fan)硝化(hua)（SND）過程(cheng)提供(gong)了更有利(li)的(de)(de)條件(jian)。目(mu)前，復(fu)(fu)合式膜(mo)(mo)生物(wu)(wu)(wu)反(fan)應(ying)器(qi)還處于實驗研究階段，國內外關于這(zhe)類(lei)生物(wu)(wu)(wu)反(fan)應(ying)器(qi)的(de)(de)研究報(bao)道(dao)并(bing)不(bu)多。鑒(jian)于此，筆者從復(fu)(fu)合式膜(mo)(mo)生物(wu)(wu)(wu)反(fan)應(ying)器(qi)的(de)(de)構(gou)成、工(gong)作原(yuan)理(li)、處理(li)效果、分類(lei)和應(ying)用領域(yu)幾個方(fang)面(mian)對復(fu)(fu)合式膜(mo)(mo)生物(wu)(wu)(wu)反(fan)應(ying)器(qi)進行介紹，并(bing)在此基(ji)礎上指出該(gai)工(gong)藝(yi)的(de)(de)不(bu)足和應(ying)用前景(jing)。

1 復合式膜生物反應器的構成

1.1 膜生物反應器
  膜生(sheng)(sheng)物反(fan)應器(qi)是將(jiang)活性污泥(ni)法與膜分離技(ji)術有機結合的一種(zhong)高(gao)效凈水工(gong)藝，能在維持較高(gao)的污泥(ni)濃(nong)度條件下，實現SRT與HRT的分離。除此之外，還(huan)具(ju)有產泥(ni)量少、無污泥(ni)膨脹(zhang)、占地面積小、操(cao)作管理方(fang)便等(deng)優點。目前(qian)，膜生(sheng)(sheng)物反(fan)應器(qi)在國內已經(jing)廣泛應用于化工(gong)、電子、輕工(gong)、紡(fang)織、冶(ye)金(jin)、食(shi)品(pin)、石油化工(gong)等(deng)領(ling)域的廢水處理。

1.2 生物膜法
  生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)膜法(fa)是(shi)利(li)用附著生(sheng)(sheng)(sheng)長于某(mou)些固(gu)體(ti)物(wu)(wu)(wu)表面的(de)微生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)（即生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)膜）進行有(you)機污(wu)水(shui)處理(li)的(de)方法(fa)。生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)膜是(shi)由高度密集的(de)好(hao)氧菌、厭氧菌、兼(jian)性菌、真(zhen)菌、原生(sheng)(sheng)(sheng)動物(wu)(wu)(wu)以及藻類等(deng)組成的(de)生(sheng)(sheng)(sheng)態系統，其(qi)附著的(de)固(gu)體(ti)介質稱為濾(lv)(lv)料或載體(ti)。生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)膜法(fa)主要(yao)有(you)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)濾(lv)(lv)池、生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)轉盤、生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)接觸氧化(hua)、生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)流化(hua)床等(deng)工藝(yi)形式，目前已經(jing)廣泛地應(ying)用于各個領(ling)域的(de)廢水(shui)處理(li)中(zhong)。

1.3 復合式膜生物反應器
   復合式(shi)膜(mo)(mo)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)反(fan)應(ying)器是在傳統膜(mo)(mo)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)反(fan)應(ying)器中投(tou)加填料作為微生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)附(fu)(fu)著(zhu)生(sheng)(sheng)長(chang)的(de)(de)(de)(de)載(zai)體，懸(xuan)(xuan)浮生(sheng)(sheng)長(chang)的(de)(de)(de)(de)活(huo)性污(wu)泥(ni)和附(fu)(fu)著(zhu)生(sheng)(sheng)長(chang)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)膜(mo)(mo)共同承擔去(qu)除(chu)污(wu)水(shui)中有(you)機污(wu)染(ran)物(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)作用。該工藝(yi)對污(wu)染(ran)物(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)去(qu)除(chu)主要(yao)是靠微生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)完(wan)成(cheng)，膜(mo)(mo)組(zu)件的(de)(de)(de)(de)作用是截留懸(xuan)(xuan)浮微生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)和大分(fen)子有(you)機物(wu)(wu)(wu)(wu)，實現HRT與(yu)SRT的(de)(de)(de)(de)分(fen)離。廢水(shui)中污(wu)染(ran)物(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)去(qu)除(chu)有(you)3種(zhong)途徑：（1）活(huo)性污(wu)泥(ni)對污(wu)染(ran)物(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)分(fen)解與(yu)利用；（2）生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)膜(mo)(mo)對污(wu)染(ran)物(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)降解與(yu)循環(huan)；（3）膜(mo)(mo)組(zu)件對大分(fen)子污(wu)染(ran)物(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)截留作用。復合式(shi)膜(mo)(mo)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)反(fan)應(ying)器在國(guo)內外研(yan)究時間較(jiao)短(duan)，仍(reng)停留在實驗階段，很多(duo)方面還有(you)待進一步(bu)研(yan)究。

2 復合式膜生物反應器工作原理與性能

2.1 復合式膜生物反應器工作原理
  復合式膜(mo)(mo)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)反(fan)(fan)(fan)應(ying)器(qi)是將生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)載(zai)體添加到傳統(tong)膜(mo)(mo)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)反(fan)(fan)(fan)應(ying)器(qi)內，形成生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)膜(mo)(mo)和(he)(he)活性污(wu)(wu)泥共(gong)存的(de)(de)生(sheng)(sheng)化(hua)(hua)池(chi)(chi)。廢(fei)水進(jin)入生(sheng)(sheng)化(hua)(hua)池(chi)(chi)后，水中的(de)(de)污(wu)(wu)染物(wu)(wu)(wu)被活性污(wu)(wu)泥和(he)(he)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)膜(mo)(mo)分解(jie)利用。通過曝氣(qi)為(wei)(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)過程(cheng)提(ti)(ti)供(gong)溶解(jie)氧，同時為(wei)(wei)填料的(de)(de)流動提(ti)(ti)供(gong)流化(hua)(hua)動力(li)。有(you)機質在微生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)同化(hua)(hua)作用下合成為(wei)(wei)細胞組織(zhi)或(huo)氧化(hua)(hua)分解(jie)為(wei)(wei)二氧化(hua)(hua)碳；氨氮(dan)先(xian)在活性污(wu)(wu)泥與生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)膜(mo)(mo)表層(ceng)進(jin)行硝(xiao)(xiao)(xiao)化(hua)(hua)，產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)硝(xiao)(xiao)(xiao)態(tai)氮(dan)或(huo)者(zhe)亞硝(xiao)(xiao)(xiao)態(tai)氮(dan)擴散至生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)膜(mo)(mo)或(huo)活性污(wu)(wu)泥菌(jun)膠團內部進(jin)行反(fan)(fan)(fan)硝(xiao)(xiao)(xiao)化(hua)(hua)（主要是生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)膜(mo)(mo)）變成氮(dan)氣(qi)逸散。生(sheng)(sheng)化(hua)(hua)池(chi)(chi)內相比于傳統(tong)膜(mo)(mo)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)反(fan)(fan)(fan)應(ying)器(qi)具(ju)有(you)更(geng)豐(feng)富的(de)(de)微生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)種類(lei)，除(chu)了活性污(wu)(wu)泥中的(de)(de)碳化(hua)(hua)菌(jun)、硝(xiao)(xiao)(xiao)化(hua)(hua)菌(jun)、反(fan)(fan)(fan)硝(xiao)(xiao)(xiao)化(hua)(hua)菌(jun)之外(wai)，在生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)膜(mo)(mo)上還存在原生(sheng)(sheng)動物(wu)(wu)(wu)、后生(sheng)(sheng)動物(wu)(wu)(wu)和(he)(he)微生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)捕食者(zhe)，這些生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)存在有(you)效控制(zhi)了污(wu)(wu)泥產(chan)量。

2.2 復合式膜生物反應(ying)器性能

2.2.1 復合式膜生物反應器脫碳效果
  復(fu)合式膜(mo)(mo)生物(wu)(wu)(wu)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)不(bu)僅具(ju)有(you)高(gao)微(wei)生物(wu)(wu)(wu)濃度，而且包含(han)豐富的(de)(de)微(wei)生物(wu)(wu)(wu)種類，大量研究(jiu)(jiu)表明(ming)其對(dui)有(you)機質(zhi)(zhi)的(de)(de)去(qu)(qu)(qu)(qu)除效果(guo)比傳統(tong)(tong)膜(mo)(mo)生物(wu)(wu)(wu)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)要好。林紅軍(jun)等(deng)研究(jiu)(jiu)表明(ming)，傳統(tong)(tong)膜(mo)(mo)生物(wu)(wu)(wu)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)對(dui)有(you)機質(zhi)(zhi)的(de)(de)去(qu)(qu)(qu)(qu)除率可以達到(dao)(dao)90%以上，且其半(ban)飽(bao)和常數(shu)比傳統(tong)(tong)活性污(wu)泥(ni)法高(gao)一個數(shu)量級，說明(ming)其對(dui)有(you)機質(zhi)(zhi)的(de)(de)降解效率極高(gao)。劉(liu)強等(deng)將(jiang)復(fu)合式膜(mo)(mo)生物(wu)(wu)(wu)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)與傳統(tong)(tong)膜(mo)(mo)生物(wu)(wu)(wu)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)進行對(dui)比研究(jiu)(jiu)，發現復(fu)合式膜(mo)(mo)生物(wu)(wu)(wu)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)對(dui)COD、BOD5的(de)(de)去(qu)(qu)(qu)(qu)除率分(fen)別比傳統(tong)(tong)膜(mo)(mo)生物(wu)(wu)(wu)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)高(gao)4.6%、3.8%。Shuai Yang等(deng)對(dui)移動床膜(mo)(mo)生物(wu)(wu)(wu)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)處理(li)人工配(pei)水做研究(jiu)(jiu)，發現其對(dui)COD去(qu)(qu)(qu)(qu)除率達到(dao)(dao)96.2%，高(gao)于(yu)傳統(tong)(tong)膜(mo)(mo)生物(wu)(wu)(wu)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)，說明(ming)復(fu)合式膜(mo)(mo)生物(wu)(wu)(wu)反(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)具(ju)有(you)極好的(de)(de)去(qu)(qu)(qu)(qu)除有(you)機污(wu)染物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)能(neng)力。

2.2.2 復合式膜生物反應器脫氮效果
  復(fu)合(he)(he)式(shi)(shi)膜(mo)(mo)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)反(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)器具有(you)(you)懸(xuan)浮式(shi)(shi)和附著(zhu)式(shi)(shi)微生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)，有(you)(you)較好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)脫氮效(xiao)果(guo)。這(zhe)是(shi)因為(wei)(wei)硝化菌(jun)(jun)是(shi)異養菌(jun)(jun)，在(zai)傳(chuan)統(tong)(tong)復(fu)合(he)(he)式(shi)(shi)膜(mo)(mo)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)反(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)器中(zhong)，與碳化菌(jun)(jun)競爭處(chu)于(yu)劣勢；而(er)在(zai)復(fu)合(he)(he)式(shi)(shi)膜(mo)(mo)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)反(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)器中(zhong)，填料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)加入增加了生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)量和生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)種(zhong)類，有(you)(you)利于(yu)世代周期較長(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)硝化菌(jun)(jun)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)長(chang)。另(ling)外，生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)存在(zai)為(wei)(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)化池(chi)內部分微生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)提供了缺氧和厭氧環境，從而(er)可以實(shi)現(xian)SND過程(cheng)。如此一(yi)來，復(fu)合(he)(he)式(shi)(shi)膜(mo)(mo)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)反(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)器不(bu)僅能增強脫氮效(xiao)果(guo)，還能節(jie)約能耗。研(yan)究(jiu)表明，復(fu)合(he)(he)式(shi)(shi)膜(mo)(mo)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)反(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)器對(dui)(dui)(dui)氨氮的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)去除(chu)效(xiao)果(guo)極好，去除(chu)率(lv)基本都(dou)在(zai)90%以上。對(dui)(dui)(dui)于(yu)不(bu)同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)質，因受到(dao)(dao)碳氮比(bi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響，其對(dui)(dui)(dui)TN的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)去除(chu)效(xiao)果(guo)有(you)(you)較大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)差別，但其去除(chu)效(xiao)果(guo)均優于(yu)傳(chuan)統(tong)(tong)膜(mo)(mo)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)反(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)器。M. Paetkau等(deng)用(yong)(yong)(yong)復(fu)合(he)(he)式(shi)(shi)膜(mo)(mo)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)反(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)器處(chu)理(li)人(ren)工配水(shui)(shui)，發(fa)現(xian)其對(dui)(dui)(dui)TN的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)去除(chu)達到(dao)(dao)80%，其中(zhong)有(you)(you)48%是(shi)通過SND過程(cheng)去除(chu)，余下的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氮素(su)為(wei)(wei)微生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)代謝(xie)(xie)需要所利用(yong)(yong)(yong)或通過排放剩余活(huo)(huo)性污泥去除(chu)。而(er)在(zai)同等(deng)條件(jian)下，傳(chuan)統(tong)(tong)MBR對(dui)(dui)(dui)TN的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)去除(chu)率(lv)只達到(dao)(dao)31%。劉強等(deng)〔11〕對(dui)(dui)(dui)復(fu)合(he)(he)式(shi)(shi)膜(mo)(mo)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)反(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)器處(chu)理(li)城市生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)活(huo)(huo)污水(shui)(shui)過程(cheng)進行研(yan)究(jiu)，發(fa)現(xian)其對(dui)(dui)(dui)TN的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)去除(chu)率(lv)達到(dao)(dao)50.9%，比(bi)傳(chuan)統(tong)(tong)膜(mo)(mo)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)反(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)器高13.8%。這(zhe)一(yi)結果(guo)不(bu)僅出現(xian)在(zai)小試實(shi)驗(yan)中(zhong)，謝(xie)(xie)富強等(deng)采用(yong)(yong)(yong)復(fu)合(he)(he)式(shi)(shi)與一(yi)體式(shi)(shi)膜(mo)(mo)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)反(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)器處(chu)理(li)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)活(huo)(huo)污水(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)中(zhong)試實(shi)驗(yan)對(dui)(dui)(dui)比(bi)研(yan)究(jiu)，發(fa)現(xian)在(zai)同等(deng)條件(jian)下，復(fu)合(he)(he)式(shi)(shi)膜(mo)(mo)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)反(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)器比(bi)一(yi)體式(shi)(shi)（傳(chuan)統(tong)(tong)）膜(mo)(mo)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)反(fan)應(ying)(ying)(ying)(ying)器對(dui)(dui)(dui)TN的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)去除(chu)率(lv)高10%。

2.2.3 復合式膜生物反應器除磷效果
  生物法除(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)磷(lin)(lin)主(zhu)要是(shi)通過聚磷(lin)(lin)菌(jun)一(yi)(yi)類(lei)的(de)(de)(de)微(wei)生物超量吸磷(lin)(lin)，以聚合體儲(chu)存在(zai)細菌(jun)體內，形(xing)成高磷(lin)(lin)污(wu)泥，^后作為剩余污(wu)泥排出系(xi)(xi)統(tong)，從而(er)達到(dao)除(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)磷(lin)(lin)目(mu)的(de)(de)(de)；因而(er)泥齡(ling)短、產(chan)泥量高的(de)(de)(de)系(xi)(xi)統(tong)可(ke)以實(shi)現(xian)較(jiao)高的(de)(de)(de)除(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)磷(lin)(lin)效(xiao)(xiao)(xiao)果。MBR系(xi)(xi)統(tong)一(yi)(yi)般污(wu)泥齡(ling)長、產(chan)泥量低，因此從理(li)(li)論(lun)(lun)上(shang)講MBR的(de)(de)(de)除(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)磷(lin)(lin)效(xiao)(xiao)(xiao)果不是(shi)很理(li)(li)想。李旭東等對(dui)間歇(xie)曝氣膜生物反應(ying)器除(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)磷(lin)(lin)效(xiao)(xiao)(xiao)果進(jin)行研(yan)究，發現(xian)在(zai)不排泥的(de)(de)(de)條(tiao)件(jian)下其對(dui)COD、氨氮和(he)TN的(de)(de)(de)去除(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)率分(fen)別可(ke)以達到(dao)90%、100%和(he)80%，但是(shi)對(dui)磷(lin)(lin)幾乎沒有(you)去除(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)，與理(li)(li)論(lun)(lun)的(de)(de)(de)除(chu)(chu)(chu)(chu)(chu)磷(lin)(lin)效(xiao)(xiao)(xiao)果相(xiang)一(yi)(yi)致(zhi)。

  同樣，復(fu)(fu)合(he)(he)(he)式(shi)膜生(sheng)(sheng)物反應器除(chu)(chu)磷(lin)(lin)效(xiao)果也不(bu)理想(xiang)，但是將復(fu)(fu)合(he)(he)(he)式(shi)膜生(sheng)(sheng)物反應器與其他生(sheng)(sheng)物除(chu)(chu)磷(lin)(lin)工藝或化學除(chu)(chu)磷(lin)(lin)方法相結(jie)合(he)(he)(he)，也能(neng)達(da)到(dao)理想(xiang)的(de)除(chu)(chu)磷(lin)(lin)效(xiao)果。李亞峰等(deng)采用UCT工藝的(de)復(fu)(fu)合(he)(he)(he)式(shi)MBR系統進行脫氮除(chu)(chu)磷(lin)(lin)實驗，發現該組(zu)合(he)(he)(he)工藝對TP的(de)去除(chu)(chu)率可(ke)達(da)到(dao)86.68%，出水TP為0.71 mg/L，滿足一級B標準（1.0 mg/L）。

2.2.4 復合式膜生物反應器膜污染控制
  膜(mo)污染(ran)(ran)在膜(mo)生物(wu)反應器(qi)(qi)的(de)運行(xing)(xing)過(guo)程中(zhong)(zhong)是(shi)不可避免的(de)，是(shi)阻礙MBR工(gong)藝廣(guang)泛使用的(de)主要(yao)限制性(xing)因(yin)素，決(jue)定了反應器(qi)(qi)中(zhong)(zhong)膜(mo)的(de)使用壽命(ming)，也影(ying)響反應器(qi)(qi)的(de)穩定運行(xing)(xing)。目前研究者們一致認(ren)為料(liao)液中(zhong)(zhong)的(de)SMP（溶解(jie)性(xing)微生物(wu)產物(wu)）和EPS（胞外聚合(he)物(wu)）是(shi)影(ying)響膜(mo)污染(ran)(ran)的(de)主要(yao)原因(yin)，EPS含量越高(gao)，膜(mo)污染(ran)(ran)越嚴重。張愛寧等研究了復(fu)合(he)式(shi)膜(mo)生物(wu)反應器(qi)(qi)中(zhong)(zhong)EPS分布(bu)特(te)征(zheng)與膜(mo)污染(ran)(ran)之間的(de)關(guan)(guan)系，發現反應器(qi)(qi)混合(he)液中(zhong)(zhong)松(song)散態EPS（LB-EPS） 和固著態EPS（TB-EPS）都(dou)隨著運行(xing)(xing)時間的(de)增加而增加，并且與跨膜(mo)壓差（TMP）的(de)變化存在較強的(de)線性(xing)相關(guan)(guan)關(guan)(guan)系（R2=0.89），EPS 與表征(zheng)膜(mo)污染(ran)(ran)程度的(de)TMP 明顯相關(guan)(guan)（R2=0.91）。

  近幾年，一(yi)些文獻(xian)介紹了關于(yu)復合式膜(mo)(mo)(mo)(mo)生(sheng)物反(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)與(yu)傳統(tong)膜(mo)(mo)(mo)(mo)生(sheng)物反(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)膜(mo)(mo)(mo)(mo)污染(ran)的(de)對(dui)(dui)(dui)(dui)比(bi)研究，Jin Hu等對(dui)(dui)(dui)(dui)膜(mo)(mo)(mo)(mo)生(sheng)物反(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)添加(jia)(jia)填料與(yu)膜(mo)(mo)(mo)(mo)污染(ran)的(de)直(zhi)接關系做了細致的(de)探討(tao)，結果表明(ming)填料的(de)加(jia)(jia)入使得(de)反(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)內(nei)EPS含(han)量(liang)降低(di)到76%，并且隨著(zhu)填料投加(jia)(jia)比(bi)例的(de)增加(jia)(jia)，EPS含(han)量(liang)還會(hui)降低(di)，產生(sheng)這(zhe)一(yi)結果的(de)原因是(shi)填料的(de)加(jia)(jia)入引起微生(sheng)物活性的(de)增加(jia)(jia)。Fei Yang等對(dui)(dui)(dui)(dui)不同(tong)配(pei)置的(de)復合式膜(mo)(mo)(mo)(mo)生(sheng)物反(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)與(yu)傳統(tong)膜(mo)(mo)(mo)(mo)生(sheng)物反(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)(qi)處理(li)混合廢(fei)水(shui)，對(dui)(dui)(dui)(dui)膜(mo)(mo)(mo)(mo)污染(ran)狀況進行對(dui)(dui)(dui)(dui)比(bi)研究，所得(de)結論與(yu)上述(shu)觀點一(yi)致。

3 復合式膜生物反應器分類介紹

  復(fu)合(he)式(shi)膜生(sheng)物反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器的具體運行(xing)形式(shi)有很多種，根據填(tian)料(liao)的安裝方式(shi)大致可以分為(wei)流(liu)化(hua)床復(fu)合(he)式(shi)膜生(sheng)物反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器與固(gu)(gu)定(ding)床復(fu)合(he)式(shi)膜生(sheng)物反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器。流(liu)化(hua)床膜生(sheng)物反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器中填(tian)料(liao)密度與水相近，且不固(gu)(gu)定(ding)，可以隨著氣(qi)液流(liu)在(zai)(zai)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器內流(liu)動或者移動，代(dai)表(biao)(biao)性(xing)填(tian)料(liao)有蜂窩填(tian)料(liao)、硅藻土、活性(xing)碳等。固(gu)(gu)定(ding)床膜生(sheng)物反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器中填(tian)料(liao)被固(gu)(gu)定(ding)安裝在(zai)(zai)生(sheng)化(hua)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)池(chi)內，其代(dai)表(biao)(biao)性(xing)填(tian)料(liao)有軟性(xing)填(tian)料(liao)、半軟性(xing)填(tian)料(liao)及(ji)復(fu)合(he)填(tian)料(liao)等，也有使用固(gu)(gu)定(ding)安裝的蜂窩填(tian)料(liao)。

3.1 流化床復合式膜生物反應器
  流化床復(fu)(fu)合(he)式(shi)膜生(sheng)物反(fan)應(ying)器(qi)(qi)中以研究(jiu)蜂窩填(tian)料居多，填(tian)料的(de)加入對(dui)(dui)(dui)系統(tong)(tong)去除(chu)污(wu)(wu)染物效(xiao)果和(he)膜污(wu)(wu)染速率(lv)有影響。P. Reboleiro-Rivas等(deng)對(dui)(dui)(dui)移動(dong)床復(fu)(fu)合(he)式(shi)膜生(sheng)物反(fan)應(ying)器(qi)(qi)處理生(sheng)活污(wu)(wu)水效(xiao)果進(jin)行研究(jiu)，發(fa)現填(tian)料填(tian)充比例與水力(li)停留時間的(de)增(zeng)加均能促(cu)進(jin)系統(tong)(tong)對(dui)(dui)(dui)有機污(wu)(wu)染物的(de)去除(chu)。Shuai Yang等(deng)在(zai)研究(jiu)中發(fa)現，移動(dong)床復(fu)(fu)合(he)式(shi)膜生(sheng)物反(fan)應(ying)器(qi)(qi)在(zai)COD/TN=8.9，TN負(fu)荷為(wei)7.85 mg/L條件(jian)下，TN和(he)NH4+-N去除(chu)率(lv)分別(bie)達到70.0%和(he)80.0%。楊帥等(deng)在(zai)另一項關于移動(dong)床膜生(sheng)物反(fan)應(ying)的(de)研究(jiu)中還發(fa)現，控制(zhi)DO在(zai)^佳條件(jian)下，系統(tong)(tong)對(dui)(dui)(dui)TN和(he)氨氮的(de)去除(chu)率(lv)分別(bie)可達到60%和(he)100%。

  流化床復(fu)合式(shi)膜(mo)(mo)生(sheng)物(wu)(wu)反(fan)應(ying)器(qi)(qi)除了對污染(ran)物(wu)(wu)有很好的(de)(de)去除效果之外，對膜(mo)(mo)污染(ran)控(kong)制也起到很大(da)作用。一是流化形式(shi)的(de)(de)填料在(zai)運行的(de)(de)過程中會對膜(mo)(mo)表(biao)面產(chan)生(sheng)碰撞，這(zhe)樣可以(yi)避免污染(ran)物(wu)(wu)在(zai)膜(mo)(mo)表(biao)面沉積(ji)；二是填料的(de)(de)流動形式(shi)會影(ying)響(xiang)微(wei)生(sheng)物(wu)(wu)的(de)(de)生(sheng)長方式(shi)，從而導致(zhi)EPS特性的(de)(de)變化。Fei Yang 等對不同配置(zhi)的(de)(de)復(fu)合式(shi)膜(mo)(mo)生(sheng)物(wu)(wu)反(fan)應(ying)器(qi)(qi)處理綜合廢水過程進行研究，發現(xian)反(fan)應(ying)器(qi)(qi)內MLSS濃度與附著生(sheng)長微(wei)生(sheng)物(wu)(wu)量的(de)(de)平衡關系，是控(kong)制系統(tong)膜(mo)(mo)污染(ran)的(de)(de)關鍵因素。

3.2 固定床復合式膜生物反應器
  對(dui)于(yu)固(gu)(gu)定(ding)床(chuang)復(fu)合(he)式(shi)膜生(sheng)物(wu)反應(ying)(ying)器(qi)的(de)(de)研究相(xiang)對(dui)較少(shao)，Zhaobo Chen等對(dui)比研究多級循(xun)環復(fu)合(he)式(shi)膜生(sheng)物(wu)反應(ying)(ying)器(qi)（由罐(guan)底至罐(guan)頂(ding)分段固(gu)(gu)定(ding)安裝(zhuang)蜂窩(wo)狀填料，并(bing)分段安裝(zhuang)膜組件）和(he)傳統(tong)膜生(sheng)物(wu)反應(ying)(ying)器(qi)處理(li)低強度綜合(he)廢水(shui)過程，探究了(le)SRT=30 d，HRT分別(bie)(bie)為(wei)20、16、12、8 h條(tiao)件下(xia)的(de)(de)處理(li)情況(kuang)。在4個(ge)月的(de)(de)實驗期內(nei)COD的(de)(de)平均去除率分別(bie)(bie)為(wei)92.2%和(he)85.3%，SS的(de)(de)平均去除率分別(bie)(bie)為(wei)93.8%和(he)85%，NH4+-N平均去除率分別(bie)(bie)為(wei)84.1%和(he)65.3%；并(bing)對(dui)反應(ying)(ying)器(qi)內(nei)活性(xing)污泥特性(xing)進行(xing)研究，發現這(zhe)種(zhong)安裝(zhuang)方式(shi)更有利于(yu)緩(huan)解膜污染(ran)。K. K. Ng等研究了(le)固(gu)(gu)定(ding)床(chuang)復(fu)合(he)式(shi)膜生(sheng)物(wu)反應(ying)(ying)器(qi)去除有機物(wu)效(xiao)果(guo)(guo)與膜污染(ran)特征，結果(guo)(guo)表明系統(tong)對(dui)COD的(de)(de)去除率在93%~98%內(nei)波動(dong)，反應(ying)(ying)池內(nei)SMP的(de)(de)分子質量有70%以上(shang)在100 Da以內(nei)，可以很(hen)大程度上(shang)減(jian)緩(huan)膜孔(kong)徑(jing)不(bu)小于(yu)0.036 μm的(de)(de)膜污染(ran)。

  固定床填(tian)(tian)料(liao)有多種，除了(le)(le)將蜂窩狀填(tian)(tian)料(liao)固定外，T. T. Nguyen等(deng)還研究了(le)(le)用海綿作為填(tian)(tian)料(liao)進行預處理的(de)ST-MBR工藝處理生活污水，發現其對DOC的(de)去除率(lv)達到(dao)95%，氨氮和磷(lin)酸鹽(yan)去除率(lv)分別為83.6%和75.5%，且實驗過(guo)程中膜污染速率(lv)受生化池內的(de)MLSS濃(nong)度影響(xiang)較大。

3.3 新型復合式膜生物反(fan)應器(qi)

3.3.1 活性炭膜生物反應器
  活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)是(shi)一種黑色多孔(kong)固體(ti)炭(tan)質，具(ju)有(you)比表(biao)面積大，吸附性(xing)(xing)強等優點(dian)。活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)加入(ru)到膜(mo)生物(wu)(wu)反應器(qi)內既可以作(zuo)為生物(wu)(wu)載體(ti)供微生物(wu)(wu)附著生長，同時也能吸附料液中(zhong)大分(fen)子有(you)機物(wu)(wu)，對(dui)(dui)(dui)難(nan)降(jiang)解有(you)機物(wu)(wu)的(de)(de)(de)去(qu)(qu)(qu)除(chu)和膜(mo)污(wu)(wu)染(ran)(ran)的(de)(de)(de)緩解都有(you)一定(ding)作(zuo)用。不(bu)過活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)過量添(tian)加也會加劇(ju)膜(mo)污(wu)(wu)染(ran)(ran)，因(yin)為活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)本(ben)身(shen)也可能導致膜(mo)孔(kong)堵塞(sai)。Cong Ma等對(dui)(dui)(dui)以活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)作(zuo)為生物(wu)(wu)載體(ti)的(de)(de)(de)復合式MBR在10 ℃條件下處理(li)輕污(wu)(wu)染(ran)(ran)地表(biao)水(shui)實(shi)驗(yan)，發(fa)現(xian)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)加入(ru)有(you)效控制了膜(mo)組件的(de)(de)(de)不(bu)可逆污(wu)(wu)染(ran)(ran)，并對(dui)(dui)(dui)氨氮、DOC和UV254的(de)(de)(de)去(qu)(qu)(qu)除(chu)率(lv)分(fen)別達到93%、75%和85%。Xueqing Li等對(dui)(dui)(dui)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)膜(mo)生物(wu)(wu)反應器(qi)處理(li)微量污(wu)(wu)染(ran)(ran)物(wu)(wu)做(zuo)了詳細(xi)研(yan)究，發(fa)現(xian)在投加活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)之前膜(mo)生物(wu)(wu)反應器(qi)對(dui)(dui)(dui)磺胺甲(jia)惡(e)唑的(de)(de)(de)去(qu)(qu)(qu)除(chu)率(lv)為64%，對(dui)(dui)(dui)卡(ka)馬西(xi)平幾乎(hu)沒有(you)去(qu)(qu)(qu)除(chu)，當活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)投加量從(cong)0.1 g/L增加到1.0 g/L時，系統對(dui)(dui)(dui)兩(liang)種物(wu)(wu)質的(de)(de)(de)去(qu)(qu)(qu)除(chu)率(lv)分(fen)別達到82%和92%，污(wu)(wu)染(ran)(ran)物(wu)(wu)去(qu)(qu)(qu)除(chu)率(lv)的(de)(de)(de)提高(gao)主要是(shi)由于活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)對(dui)(dui)(dui)污(wu)(wu)染(ran)(ran)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)吸附作(zuo)用，使得(de)(de)一些難(nan)降(jiang)解的(de)(de)(de)有(you)機物(wu)(wu)得(de)(de)到去(qu)(qu)(qu)除(chu)。L. N. Nguyen等對(dui)(dui)(dui)MBR-GAC設備(bei)去(qu)(qu)(qu)除(chu)疏水(shui)性(xing)(xing)和難(nan)降(jiang)解微生物(wu)(wu)產物(wu)(wu)的(de)(de)(de)實(shi)驗(yan)過程(cheng)中(zhong)發(fa)現(xian)，活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)(de)加入(ru)使得(de)(de)MBR對(dui)(dui)(dui)疏水(shui)性(xing)(xing)和穩定(ding)化學物(wu)(wu)質的(de)(de)(de)去(qu)(qu)(qu)除(chu)取得(de)(de)突(tu)破性(xing)(xing)進展。

3.3.2 蠕蟲膜生物反應器
  蠕(ru)(ru)蟲(chong)膜生(sheng)(sheng)物反應器(qi)的(de)(de)(de)設計原理在于通過在生(sheng)(sheng)化池(chi)(chi)內接(jie)種蠕(ru)(ru)蟲(chong)延長食物鏈，通過蠕(ru)(ru)蟲(chong)對(dui)(dui)菌膠團的(de)(de)(de)吞噬，起(qi)到(dao)改(gai)善池(chi)(chi)內料液特性和減(jian)(jian)少(shao)剩(sheng)(sheng)余(yu)污(wu)泥產量的(de)(de)(de)作用。歷年來研究(jiu)者們對(dui)(dui)蠕(ru)(ru)蟲(chong)的(de)(de)(de)接(jie)種方(fang)式做了大量嘗試，發現游離態接(jie)種蠕(ru)(ru)蟲(chong)不易(yi)控制，其對(dui)(dui)原工藝的(de)(de)(de)影響尚(shang)不明確。此(ci)后，Xuesong Guo等(deng)將蠕(ru)(ru)蟲(chong)池(chi)(chi)與活性污(wu)泥池(chi)(chi)分(fen)開培養，發現剩(sheng)(sheng)余(yu)污(wu)泥減(jian)(jian)少(shao)了45%~60%。Yu Tian等(deng)對(dui)(dui)分(fen)離的(de)(de)(de)蠕(ru)(ru)蟲(chong)膜生(sheng)(sheng)物反應器(qi)膜污(wu)染情況作了具(ju)體研究(jiu)，發現蠕(ru)(ru)蟲(chong)的(de)(de)(de)加(jia)入(ru)導致料液中EPS含量大幅度(du)減(jian)(jian)少(shao)，并(bing)能破壞(huai)EPS中的(de)(de)(de)芳香類蛋(dan)白質(zhi)與色氨酸(suan)類蛋(dan)白質(zhi)，對(dui)(dui)膜污(wu)染現象起(qi)到(dao)明顯(xian)的(de)(de)(de)緩(huan)解作用。

4 復合式膜生物反應器處理不同廢水的應用

  目前，復合式(shi)膜(mo)生物(wu)反應器(qi)的(de)研(yan)究雖(sui)然只在實驗室和中試(shi)階(jie)段，但是研(yan)究者們對該工藝處理不同廢水(shui)的(de)嘗試(shi)從未間斷。復合式(shi)膜(mo)生物(wu)反應器(qi)部分典型的(de)研(yan)究報(bao)道如表 1所示。

表 1 復合式膜生物反應器(qi)處理不同廢水(shui)的研究

 5 結論與展望

  復合式膜生物反應器是一種將活性污泥法、接觸氧化法與膜分離技術有機結合的新型水處理工藝，對高負荷與難降解的有機污染物都有很好的去除效果，并且能降低活性污泥濃度、減少剩余污泥產量、減緩膜污染，受到研究工作者青睞。目前有關此類反應器的研究已經取得一定進展，但總體來說尚不夠深入和系統。筆者認為，未來復合式膜生物反應器的研究應關注以下幾個方面：（1）依據各種填料特性，探討微生物不同填充方式的基質降解動力學，深入探究填充方式與膜污染的關系；（2）關注微生物填充比例對基質降解效率及膜污染的影響，優化反應器運行參數；（3）探索反應器長期穩定運行工藝條件的實現及成本控制。
（來源：《工業水處理》2016年第(di)6期，參考文(wen)獻略，基金項目：國(guo)家自然科學基金項目(21173026)）