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厌氧MBR发展和应用

　　厌氧MBR可以被简单的定义为在无氧条件下，利用膜过滤实现固液分离的微生物降解污染物的过程。与好氧MBR相比，厌氧MBR研究的起步较晚，据可查阅的文献记载，德国人Grethlein于1975年首次将膜过滤的概念引入厌氧处理工艺中，他的研究表明膜过滤系统的引入有效的增加了厌氧系统的微生物量，并且提高了BOD去除率，达到了85~95%，不仅如此硝酸盐和正磷酸盐的去除率也分别提高到75%和24~85%。

　　20世纪80年代，世界上台商业化运行的厌氧MBR建成，用于处理高浓度的乳浆废水。这套工艺被称为厌氧膜反应器系统(MARS)，主要由一套完整的厌氧生物反应器和一套外置的侧流式膜组件构成，处理效果良好，但是由于膜的成本较高，这套系统的测试仅进行到中试阶段，并没有完成实际运行。日本于1985年开展了将厌氧产甲烷技术和超滤膜技术结合的大型开发计划，被称作“水综合再生利用系统90年计划”。该计划在膜构型、膜材料以及膜生物反应器的处理效果等方面作了大量细致的工作，对厌氧MBR在工业和生活污水上的处理效果进行了中试研究，发展了一系列不同用途的厌氧MBR。与此同时，一套被称为厌氧消化过滤(ADUF)的处理系统在南非建成，用来处理高浓度工业废水。该工艺采用了分置式聚醚砜管式膜组件，对全混流厌氧反应器的出水进行二次处理，并将滤后污泥回流到厌氧反应器中，有机负荷高达10gCOD/L·d，COD去除率也达到了97%。ADUF的成功运行和较高的处理效果，充分肯定了膜分离技术和厌氧工艺结合的价值。这以后，又出现了侧流式微滤厌氧反应器(CUMAR)。针对CUMAR的研究主要涉及啤酒废水的处理，CUMAR的有机负荷高达28.5gCOD/L·d，COD的去除率均在97%以上。

　　受到当时制膜水平的限制，膜价格和MBR的运行成本非常高，膜过滤技术也尚未成熟，厌氧MBR技术的发展较为缓慢，大都停留在实验室研究阶段，实际应用的很少，并且95%以上的厌氧MBR都采用外置式结构。进入21世纪，随着制膜成本的不断下降以及好氧MBR技术的广泛应用，厌氧MBR技术进入了飞速发展的阶段，并成为WERF(WaterEnvironmentalResearchFoundation)的国外水处理协会研究的重点之一。Wen等利用UASB和微滤膜系统相结合的工艺对生活污水进行了处理，发现有机负荷为0.5~12.5g/L·d时，系统的COD去除率高达97%，出水COD浓度低于20mg/L，明显优于其他厌氧工艺。Lee等研究了微滤膜系统对两相厌氧反应器运行效果的影响。在为期一年的时间里，整套系统污泥浓度和污泥停留时间得到明显提升，COD去除率稳定在80%左右，产气量为0.32m3/kgCOD。