目前我國水污染形勢依然嚴(yán)峻，氮素等污染物的排放標(biāo)準(zhǔn)日益嚴(yán)格，新高效脫氮工藝的發(fā)展需求迫切。近20年來，膜曝氣生物膜反應(yīng)器( membrane aeratedbiofilm reactor，MABR) 作為一項(xiàng)頗具節(jié)能潛力的技術(shù)，憑借其高效脫氮、占地面積小等優(yōu)勢，在未來污水處理的節(jié)能減耗，污水廠的升級改造中顯得尤為重要。在1972年出現(xiàn)了用于細(xì)胞和組織培養(yǎng)的中空纖維氧化系統(tǒng)，根據(jù)這一成果 Yeh 等于 1978 年首次提出并構(gòu)建了MABR，發(fā)現(xiàn)微孔膜曝氣耦合微生物膜氧化方法可以有效降解廢水中的有機(jī)質(zhì)。1989 年，Cote等提出無泡曝氣的概念，論證了MABR在氣體傳質(zhì)方面的優(yōu)勢。分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展使Yamigawa 等在 1994 年首次觀察到MABR的生物膜群落存在分層結(jié)構(gòu)。至此，MABR正式進(jìn)入研究者的視野。接下來的20多年，學(xué)者們在MABR的工藝原理、影響因素和工藝優(yōu)化上做了大量研究，隨著膜材料的開發(fā)，從工藝機(jī)理到工藝開發(fā)與應(yīng)用方面均取得了較大進(jìn)步。以此為基礎(chǔ)，2013 年都柏林大學(xué)Spinout 公司率先研發(fā)出MABR的商用中空纖維膜，隨后SUEZ、Fluence 等公司也相繼推出了基于MABR工藝的膜組件和成套污水處理解決方案。目前MABR在污水廠擴(kuò)容改造與節(jié)能降耗方面均有較多應(yīng)用，同時(shí)在工業(yè)廢水處理、河道水質(zhì)凈化等方面也有一定拓展應(yīng)用。MABR膜材料無法滿足實(shí)際應(yīng)用需求與已有技術(shù)積累不足以支持MABR的深入研究一直是制約MABR技術(shù)發(fā)展的重要因素。隨著分子材料學(xué)的發(fā)展與檢測手段的不斷進(jìn)步，MABR在近20年受到越來越多研究者的關(guān)注 ，在污水脫氮方面的應(yīng)用一直是人們關(guān)注的重點(diǎn)，占全部MABR 相關(guān)文章的90%以上。本文圍繞MABR在新型脫氮工藝技術(shù)方面的發(fā)展應(yīng)用，分別從膜材料與性能進(jìn)步、工藝設(shè)計(jì)與發(fā)展、工藝運(yùn)行優(yōu)化等方面進(jìn)行了綜述，并在此基礎(chǔ)上提出未來研究和工程應(yīng)用發(fā)展的思考，為脫氮工藝技術(shù)發(fā)展提供參考和借鑒。
    膜曝氣生物膜反應(yīng)器(MABR) 是一種新型生物污水處理技術(shù)，具有氧傳質(zhì)效率高、底物氧氣異向傳質(zhì)等特點(diǎn)，在污水高效脫氮、節(jié)能降耗、污泥減量化等方面優(yōu)勢明顯，近年備受關(guān)注。近20多年的研究中，系列研究工作對影響MABR運(yùn)行效果的氣體傳質(zhì)、物質(zhì)傳遞及微生物群落結(jié)構(gòu)等因素進(jìn)行了深入探索，在工藝控制與優(yōu)化、反應(yīng)器設(shè)計(jì)與改進(jìn)、脫氮工藝過程模型開發(fā)與模擬等方面取得較大進(jìn)展突破。隨著膜材料的不斷改進(jìn)和全面應(yīng)用，MABR技術(shù)具有良好的工程實(shí)踐前景。