厭氧膜生物反應(yīng)器 起死回生還是曇花一現(xiàn)？

　　俞漢青，中國(guó)科技大學(xué)教授，中國(guó)污水處理概念廠專(zhuān)家委員會(huì)成員，國(guó)際知名的污水生物處理理論與技術(shù)專(zhuān)家，憑借在污水處理微生物聚集體（顆粒污泥）技術(shù)應(yīng)用方面的杰出貢獻(xiàn)，俞漢青教授及團(tuán)隊(duì)獲得了2014年度國(guó)家自然科學(xué)二等獎(jiǎng)。本文為俞漢青教授及其助手黃寶成對(duì)厭氧膜生物反應(yīng)器的發(fā)展所做的系統(tǒng)回顧，以及對(duì)未來(lái)廢水處理趨勢(shì)的展望。

　　技術(shù)的輪回

　　世界上每一項(xiàng)新技術(shù)的問(wèn)世都體現(xiàn)著人們對(duì)更好生活的追求，正是這種追求促使人們不安于現(xiàn)狀而是嘗試在原有條件和水平上不斷尋求提升和突破。然而，技術(shù)從出現(xiàn)到應(yīng)用大多數(shù)時(shí)候都不是一蹴而就的，例如在廢水處理領(lǐng)域，SBR技術(shù)便經(jīng)過(guò)了一個(gè)甲子的輪回才在全世界范圍內(nèi)得到應(yīng)用。提到廢水處理，便不能不說(shuō)到活性污泥法，這一由英國(guó)人Ardern和Lockett在1914年發(fā)現(xiàn)的技術(shù)，現(xiàn)已悄無(wú)聲息得走過(guò)了100多年的時(shí)間。

　　最早的活性污泥技術(shù)是采用簡(jiǎn)單的充排式的運(yùn)行模式的。這種序批式的運(yùn)行方式在當(dāng)時(shí)并未獲得重視。相反地，人們覺(jué)得它運(yùn)行操作繁瑣便引入了二沉池改為連續(xù)流的操作。直到20世紀(jì)70年代，美國(guó)Irvine教授和澳大利亞Goronzy教授重新發(fā)起了對(duì)序批式活性污泥法的研究后，人們才得以認(rèn)識(shí)到SBR的優(yōu)勢(shì)。其靈活多變的運(yùn)行模式，使之在廢水處理領(lǐng)域大有用武之地。在經(jīng)過(guò)20世紀(jì)80年代計(jì)算機(jī)自動(dòng)化控制技術(shù)的迅猛發(fā)展后，SBR技術(shù)才真正得以遍地開(kāi)花。

　　近年來(lái)，膜分離技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展為傳統(tǒng)的生物處理工藝帶來(lái)了革新，它與生化處理單元的耦合不僅可以快速、高效地實(shí)現(xiàn)固液分離，而且其出水水質(zhì)優(yōu)異、穩(wěn)定。隨著人們對(duì)原有廢水處理認(rèn)識(shí)的不斷加深，現(xiàn)有的廢水處理思路已由能從廢水中去除什么向能從廢水中回收什么轉(zhuǎn)變，厭氧膜生物處理技術(shù)的出現(xiàn)為未來(lái)廢水處理廠能源中和運(yùn)行提供了可能性。但是這項(xiàng)技術(shù)的問(wèn)世和應(yīng)用也并非一帆風(fēng)順，在愈加注重廢水經(jīng)濟(jì)高效處理的今天，等待它的又將會(huì)是怎樣的挑戰(zhàn)？

　　厭氧膜生物反應(yīng)器/從興起到停滯

　　厭氧膜生物反應(yīng)器概念的出現(xiàn)可追溯至上世紀(jì)的70年代，1978年Grethlein等人在將外置的膜組件應(yīng)用到廢水厭氧處理過(guò)程中發(fā)現(xiàn)其可以獲得良好的處理效果（85%-95%的BOD去除率，72%的硝酸鹽去除率以及24%-85%的磷酸鹽去除率）。

　　這一技術(shù)自問(wèn)世之初便獲得了人們的青睞，針對(duì)它的研發(fā)工作也相繼展開(kāi)。20世紀(jì)80年代美國(guó)Dorr-Oliver公司在處理乳制品廢水的過(guò)程中成功應(yīng)用了名為MARS的厭氧膜生物處理工藝，得到了良好的處理效果。但是MARS系統(tǒng)只進(jìn)行了中試規(guī)模的實(shí)驗(yàn)，并未獲得實(shí)際工程的應(yīng)用。

　　與此同時(shí)，日本也成功應(yīng)用厭氧膜生物反應(yīng)器處理高濃度有機(jī)廢水，并且實(shí)現(xiàn)了水的再生利用。20世紀(jì)80年代末期在政府的鼓勵(lì)和支持下，日本啟動(dòng)了為期6年的“水再生計(jì)劃”，正是在這一計(jì)劃的推動(dòng)下，厭氧膜生物技術(shù)得到了較好的發(fā)展并在一定范圍內(nèi)得到了應(yīng)用。

　　從1987年開(kāi)始，厭氧消化超濾膜系統(tǒng)在南非進(jìn)行了工業(yè)廢水處理的應(yīng)用研究并開(kāi)展了一系列中試和實(shí)際工程項(xiàng)目。在這過(guò)程中，以預(yù)分離-厭氧消化超濾膜系統(tǒng)-氨吹脫-反滲透-氣體純化-產(chǎn)能為一體的能源資源回收工藝也得到了初步的研究和運(yùn)行。