近些年，污水處理技術(shù)得到了發(fā)展，污水的能源回收可以保障污水質(zhì)量。厭氧生物技術(shù)不僅可以實(shí)現污水凈化，還可以產(chǎn)生大量高熱值沼氣能源，在污水處理方面得到了廣泛的應用。在現階段，諸如甲烷產(chǎn)率低，反應器操作不穩定以及難以滿(mǎn)足出水水質(zhì)排放標準等問(wèn)題，需要進(jìn)行解決并完善。

　　厭氧膜生物反應器的工藝操作效果及影響因素

　　 厭氧膜生物反應器的典型工藝

　　通過(guò)分離厭氧反應器和膜形成厭氧膜生物反應器。有四種常用的厭氧反應器：分別是完全混合的厭氧反應器，厭氧流化床、上流式厭氧污泥床和厭氧污泥膨脹床反應器。完全混合厭氧反應器與膜生物反應器結合，操作較為簡(jiǎn)單，成本低，使用廣泛，但有著(zhù)較差的出水質(zhì)量，造成的膜污染會(huì )比較嚴重。完全混合厭氧反應器與膜生物反應器結合、上流式厭氧污泥床與膜生物反應器結合這兩種形式，具有污泥顆粒較大，膜污染較少等特點(diǎn)，有機工業(yè)廢水濃度高，處理應用程序的潛力很大。厭氧污泥膨脹床反應器與膜生物反應器結合，以及厭氧流化床與膜生物反應器結合，這兩種形式由于添加載體而具有較低的懸浮污泥濃度，并且上清液中溶解的微生物產(chǎn)物含量低于完全混合的厭氧氧反應器與膜生物反應器結合形式，有著(zhù)較低程度的膜污染。由于載體膨脹所需的大量能量消耗，在設計反應器時(shí)選擇載體的類(lèi)型和顆粒的尺寸對膜污染和操作成本具有重大影響

　　 去除污染物

　　由于膜的保留，與常規厭氧過(guò)程相比，厭氧膜生物反應器在去除有機污染物以及固體懸浮固體方面具有很大的改進(jìn)。不同厭氧膜生物反應器工藝，在對某些低濃度合成或者是高濃度有機廢水與城市實(shí)際廢水進(jìn)行處理的操作條件和操作效果。當厭氧膜生物反應器對濃度低的城市污水進(jìn)行處理時(shí)，有機負荷范圍為0.3～5.0kg氧氣需求/(m3?d)，需求氧氣的平均去除率約為80%，高達95%，固體懸浮物的去除率會(huì )有99%。當厭氧膜生物反應器對濃度高的有機廢水進(jìn)行處理時(shí)，一般有機負荷高于5.0kg氧氣需求/(m3?d)，穩定運行期間反應器的氧氣去除率為80%～90%，高達99%。高效的厭氧膜生物反應器在去除城市污水中的大多數痕量有機污染物，有著(zhù)比較好的效果，如藥物，個(gè)人護理產(chǎn)品以及內分泌干擾物。Dutta、Monsalvo等人應用兩級厭氧流化床結合膜生物反應器與上流式厭氧污泥床結合膜生物反應器對城市污水進(jìn)行處理，一些微量有機物達到90%以上的去除率，該機制包括厭氧生物降解，生物載體或者是顆粒污泥的吸附，以及膜保留。厭氧膜生物反應器處理城市廢水中氮與磷的效果有限，需要通過(guò)后續工藝去除或再循環(huán)。

　　影響因素

　　用于城市廢水處理的類(lèi)型不同反應器的典型工藝參數，其中有污泥停留時(shí)間、有機負載、水力停留時(shí)間和溫度。厭氧膜生物反應器在污泥停留時(shí)間長(cháng)的條件下操作(大于30d)，而類(lèi)型不同的反應器水力停留時(shí)間范圍不同。全混合厭氧反應器結合膜生物反應器運行需要較長(cháng)的水力停留時(shí)間較長(cháng)(大于10h)；上流式厭氧污泥覆蓋結合膜生物反應器在水力停留時(shí)間通常是10h左右;厭氧流化床結合膜生物反應器具有短的水力停留時(shí)間，可穩定運行，不超過(guò)8h。隨著(zhù)水力停留時(shí)間的減少，污泥負荷將增加，這可能影響氧氣需求去除率，甲烷產(chǎn)率以及厭氧膜生物反應器的純度。一些研究表明，水力停留時(shí)間的減少對流出物的需氧量幾乎沒(méi)有影響，這主要是因為膜的保留。在厭氧生物的降解過(guò)程中溫度會(huì )對其造成很大影響。在高溫下，微生物有較高活性，溫度降低，微生物就會(huì )隨之降低活性，水解速率也會(huì )降低，就會(huì )降低需氧量去除率以及甲烷產(chǎn)率。特別是當溫度降到15℃以下時(shí)，甲烷在水中的溶解度增加，導致甲烷回收率下降。一些研究發(fā)現，長(cháng)期低溫操作能夠改變厭氧生物反應器中的微生物結構，主導細菌是氫型產(chǎn)甲烷菌，可以實(shí)現穩定的甲烷產(chǎn)生。不只考慮水力停留時(shí)間和溫度，甲烷回收率也受到進(jìn)水需氧量和硫酸鹽比率的影響。為了將甲烷產(chǎn)率提高，可以對溫度和水力停留時(shí)間進(jìn)行調整，進(jìn)而減少進(jìn)水硫酸鹽。

　　厭氧膜生物反應器的應用前景

　　在近幾年，很多研究證明了厭氧膜生物反應器工藝，在城市處理污水中的應用具有經(jīng)濟性和可操作性。城市污水中的氮磷營(yíng)養素未被有效去除，這就是厭氧膜生物反應器的在城市污水處理中應用的嚴重障礙。在這樣的情況下，研究人員嘗試將其他技術(shù)結合厭氧膜生物反應器，以達到去除和回收氮、磷的目的：

　　(1)結合厭氧氨氧化技術(shù)。

　　厭氧氨氧化技術(shù)把NO2-N當做電子受體，將污水中的氨氮氧直接化成氮氣。在低溫條件下，氨氮(大于80%)與總氮去除率(大于75%)更高，應用在污水脫氮方面有良好的潛力。

　　(2)結合光合自養技術(shù)。

　　厭氧膜生物反應器的出水含有很多氮和磷營(yíng)養物，能夠成為光合生長(cháng)微藻的基質(zhì)，生物固氮實(shí)現，微藻也能作為能源再循環(huán)利用。

　　(3)結合生物電化學(xué)系統。

　　對氧氣需求進(jìn)行去除時(shí)，通過(guò)生物電化學(xué)方法以無(wú)機沉淀的形式回收污水中的氮和磷，能夠用作農業(yè)肥料，去除氨氮效率會(huì )有83.4%。去除磷的效率約為52.4%。