【谷騰環保網訊】摘要：膜(mo)(mo)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)反應器（MBR）因(yin)(yin)占地(di)面(mian)積(ji)小(xiao)、剩(sheng)余污(wu)泥產量少(shao)等諸多(duo)優點(dian)已被廣泛(fan)運(yun)用到水處理中(zhong)(zhong)，但膜(mo)(mo)污(wu)染所(suo)帶來的頻繁膜(mo)(mo)清洗(xi)和(he)膜(mo)(mo)更換提高了MBR的實際運(yun)行(xing)成本(ben)，是制約(yue)其(qi)發展(zhan)的主要因(yin)(yin)素。因(yin)(yin)此，大(da)量研究(jiu)致力于(yu)(yu)發展(zhan)MBR膜(mo)(mo)污(wu)染的減(jian)緩方法(fa)(fa)(fa)(fa)，包括物(wu)(wu)(wu)理法(fa)(fa)(fa)(fa)、化學法(fa)(fa)(fa)(fa)和(he)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)法(fa)(fa)(fa)(fa)等；其(qi)中(zhong)(zhong)，生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)法(fa)(fa)(fa)(fa)由于(yu)(yu)具有(you)成本(ben)低、環境友好及可持續(xu)性等優點(dian)而受到廣泛(fan)關(guan)注。對MBR中(zhong)(zhong)減(jian)緩膜(mo)(mo)污(wu)染的生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)控制方法(fa)(fa)(fa)(fa)進(jin)(jin)行(xing)了系(xi)統(tong)分類(lei)，重點(dian)介(jie)紹了群體感應與(yu)淬滅技術(shu)、能(neng)量解偶(ou)聯、生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)酶法(fa)(fa)(fa)(fa)、NO誘導(dao)法(fa)(fa)(fa)(fa)、D-氨基酸抑(yi)制法(fa)(fa)(fa)(fa)、裂解與(yu)捕食六種生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)法(fa)(fa)(fa)(fa)在(zai)MBR中(zhong)(zhong)減(jian)緩膜(mo)(mo)污(wu)染的最新應用和(he)進(jin)(jin)展(zhan)，并根據目前生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)法(fa)(fa)(fa)(fa)存在(zai)的一些問題對其(qi)未(wei)來的研究(jiu)方向進(jin)(jin)行(xing)了展(zhan)望。

膜污染機理(li)十分復雜，顆粒、微(wei)(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)、無機離(li)子、胞外聚(ju)合物(wu)(wu)(wu)（EPS）、可溶性微(wei)(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)產(chan)物(wu)(wu)(wu)（SMP）等(deng)吸附(fu)或聚(ju)集(ji)在膜上(shang)都能(neng)促進(jin)膜的(de)污染。減(jian)(jian)緩(huan)膜污染的(de)方法(fa)(fa)(fa)大致可分為(wei)物(wu)(wu)(wu)理(li)法(fa)(fa)(fa)、化(hua)學法(fa)(fa)(fa)、生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)法(fa)(fa)(fa)三類，其(qi)中，物(wu)(wu)(wu)理(li)法(fa)(fa)(fa)、化(hua)學法(fa)(fa)(fa)雖然(ran)仍是(shi)應用最為(wei)廣泛的(de)膜污染減(jian)(jian)緩(huan)方法(fa)(fa)(fa)，但其(qi)高成本及長期清洗對(dui)膜結構(gou)(gou)和性質產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)損害等(deng)問題不容忽視。相比之下，具有(you)成本低(di)、環境(jing)友好且(qie)可持(chi)(chi)續性等(deng)優點的(de)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)法(fa)(fa)(fa)可能(neng)是(shi)一(yi)種更好的(de)選擇(ze)。生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)法(fa)(fa)(fa)主(zhu)要是(shi)借助生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)、生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)酶、生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)機理(li)等(deng)方式去除膜污染物(wu)(wu)(wu)。在MBR運(yun)行(xing)過程中，采用生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)法(fa)(fa)(fa)減(jian)(jian)緩(huan)膜污染可以有(you)效降低(di)膜上(shang)微(wei)(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)數量(liang)和EPS的(de)含(han)量(liang)，保持(chi)(chi)膜完整的(de)化(hua)學結構(gou)(gou)并恢復膜通量(liang)。為(wei)此(ci)，著重介紹生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)法(fa)(fa)(fa)減(jian)(jian)緩(huan)膜污染的(de)最新研究進(jin)展，總結不同生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)法(fa)(fa)(fa)的(de)技術原理(li)、應用領域，并對(dui)其(qi)研究重點和方向(xiang)進(jin)行(xing)了展望。

膜(mo)(mo)(mo)污(wu)(wu)染(ran)(ran)(ran)機(ji)(ji)理十(shi)分復(fu)雜(za)，顆粒、微(wei)(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)、無機(ji)(ji)離子(zi)、胞外聚(ju)合物(wu)(wu)(wu)（EPS）、可溶性微(wei)(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)產(chan)物(wu)(wu)(wu)（SMP）等(deng)吸附或聚(ju)集在膜(mo)(mo)(mo)上都能促進(jin)膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)污(wu)(wu)染(ran)(ran)(ran)。減緩膜(mo)(mo)(mo)污(wu)(wu)染(ran)(ran)(ran)的(de)(de)方(fang)法大(da)致可分為物(wu)(wu)(wu)理法、化(hua)學(xue)法、生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)法三類，其(qi)中，物(wu)(wu)(wu)理法、化(hua)學(xue)法雖然仍是應用最(zui)為廣泛的(de)(de)膜(mo)(mo)(mo)污(wu)(wu)染(ran)(ran)(ran)減緩方(fang)法，但其(qi)高成本及長期清(qing)洗對(dui)膜(mo)(mo)(mo)結(jie)構和性質(zhi)產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)損害等(deng)問題不(bu)容忽視。相比(bi)之下，具有(you)成本低、環境友好(hao)且可持(chi)續性等(deng)優點(dian)的(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)法可能是一種更好(hao)的(de)(de)選擇。生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)法主要是借(jie)助生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)、生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)酶、生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)機(ji)(ji)理等(deng)方(fang)式去(qu)除膜(mo)(mo)(mo)污(wu)(wu)染(ran)(ran)(ran)物(wu)(wu)(wu)。在MBR運行過程中，采用生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)法減緩膜(mo)(mo)(mo)污(wu)(wu)染(ran)(ran)(ran)可以有(you)效(xiao)降低膜(mo)(mo)(mo)上微(wei)(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)數量(liang)和EPS的(de)(de)含量(liang)，保持(chi)膜(mo)(mo)(mo)完整(zheng)的(de)(de)化(hua)學(xue)結(jie)構并恢復(fu)膜(mo)(mo)(mo)通(tong)量(liang)。為此，著重介紹(shao)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)法減緩膜(mo)(mo)(mo)污(wu)(wu)染(ran)(ran)(ran)的(de)(de)最(zui)新研(yan)究進(jin)展，總(zong)結(jie)不(bu)同生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)法的(de)(de)技術(shu)原(yuan)理、應用領域(yu)，并對(dui)其(qi)研(yan)究重點(dian)和方(fang)向進(jin)行了(le)展望。

01 膜污染生物減緩方法研究進展

1.1 群體感應與群體淬滅技術

① 群體感應（QS）技術

20世(shi)紀70年代，細菌(jun)(jun)細胞間(jian)存在交(jiao)(jiao)流(liu)首次被報道(dao)，但直至1994年才提(ti)出QS概念(nian)。QS是指細菌(jun)(jun)間(jian)通過信(xin)號(hao)分(fen)(fen)子(zi)的(de)(de)傳遞進行(xing)交(jiao)(jiao)流(liu)，根據其濃度的(de)(de)變(bian)化調(diao)控(kong)微(wei)生物(wu)的(de)(de)群(qun)體(ti)行(xing)為，如胞外(wai)多糖的(de)(de)合成和分(fen)(fen)泌、細菌(jun)(jun)的(de)(de)聚集、生物(wu)膜的(de)(de)形成、抗(kang)性(xing)基因的(de)(de)表達等(deng)。該信(xin)號(hao)分(fen)(fen)子(zi)大致分(fen)(fen)為三(san)類：革蘭氏陰性(xing)菌(jun)(jun)種(zhong)內(nei)(nei)交(jiao)(jiao)流(liu)的(de)(de)酰化高絲氨酸內(nei)(nei)酯（AHLs）、革蘭氏陽性(xing)菌(jun)(jun)種(zhong)內(nei)(nei)寡肽類物(wu)質、種(zhong)間(jian)交(jiao)(jiao)流(liu)的(de)(de)AI-2型(xing)群(qun)體(ti)感應信(xin)號(hao)分(fen)(fen)子(zi)。其中(zhong)，對AHLs信(xin)號(hao)分(fen)(fen)子(zi)的(de)(de)研(yan)究最為廣(guang)泛(fan)和深(shen)入。

AHLs信(xin)號(hao)分(fen)子(zi)對群(qun)體感應調控的(de)(de)(de)(de)生物膜(mo)(mo)形成(cheng)具(ju)有重要(yao)作(zuo)用(yong)，目前的(de)(de)(de)(de)研究(jiu)(jiu)大都(dou)表明(ming)外源(yuan)信(xin)號(hao)分(fen)子(zi)的(de)(de)(de)(de)投加會促(cu)進(jin)MBR膜(mo)(mo)表面(mian)生物膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)形成(cheng)，從而加快(kuai)膜(mo)(mo)污(wu)(wu)染過(guo)程。肖霄等對MBR不同運行時間段的(de)(de)(de)(de)AHLs信(xin)號(hao)分(fen)子(zi)與膜(mo)(mo)污(wu)(wu)染之間的(de)(de)(de)(de)聯系進(jin)行了探究(jiu)(jiu)。結果(guo)發現，MBR不同運行階段中微(wei)生物的(de)(de)(de)(de)群(qun)落結構存在差(cha)異，該(gai)差(cha)異可以(yi)改變起(qi)主要(yao)作(zuo)用(yong)的(de)(de)(de)(de)信(xin)號(hao)分(fen)子(zi)的(de)(de)(de)(de)種(zhong)類和(he)濃度(du)，其(qi)中3種(zhong)信(xin)號(hao)分(fen)子(zi)（C8-HSL、3-oxo-C8-HSL和(he)3-oxo-C6-HSL）分(fen)別促(cu)進(jin)了混合液SMP和(he)EPS、混合液SMP和(he)膜(mo)(mo)上EPS中蛋白質（PN）的(de)(de)(de)(de)形成(cheng)，從而導致膜(mo)(mo)生物污(wu)(wu)染。

然(ran)(ran)而(er)(er)，張(zhang)楠等的(de)(de)(de)(de)研究(jiu)表明，信(xin)號分子(zi)的(de)(de)(de)(de)投(tou)加(jia)可以延(yan)長膜污(wu)染(ran)周期(qi)。他們向(xiang)MBR自養(yang)脫氮(dan)系統(tong)中(zhong)(zhong)投(tou)加(jia)不(bu)同濃度(du)的(de)(de)(de)(de)信(xin)號分子(zi)C8-HSL（2、5、6 μmol/L），發現信(xin)號分子(zi)的(de)(de)(de)(de)投(tou)加(jia)雖然(ran)(ran)促(cu)進了反應器內和膜絲表面(mian)的(de)(de)(de)(de)EPS的(de)(de)(de)(de)分泌，但其膜污(wu)染(ran)周期(qi)隨著C8-HSL濃度(du)的(de)(de)(de)(de)增加(jia)從(cong)14 d分別延(yan)長到20、23和25 d。其原(yuan)因可能是信(xin)號分子(zi)對(dui)(dui)污(wu)泥中(zhong)(zhong)PN和多糖(tang)（PS）的(de)(de)(de)(de)形成(cheng)具(ju)有不(bu)同的(de)(de)(de)(de)促(cu)進作用，導致污(wu)泥中(zhong)(zhong)PN/PS比的(de)(de)(de)(de)改變(bian)，進而(er)(er)改變(bian)污(wu)泥性質，延(yan)長膜污(wu)染(ran)周期(qi)。然(ran)(ran)而(er)(er)，對(dui)(dui)其更進一步的(de)(de)(de)(de)減緩膜污(wu)染(ran)的(de)(de)(de)(de)機(ji)理尚不(bu)清楚，仍需深入探討。

② 群體淬滅(QQ)技術

QQ技(ji)術是在QS理論的(de)基礎上發展起來(lai)(lai)的(de)，主要(yao)通(tong)過抑制信號分子的(de)產生、滅活信號分子和阻止(zhi)信號分子與(yu)特異性受體(ti)結合三種方式來(lai)(lai)減少或(huo)消除細菌群(qun)落之間的(de)聯系(xi)。目(mu)前，QQ技(ji)術是環境學領域(yu)的(de)重(zhong)點研(yan)究方向，已被廣(guang)泛運用到MBR系(xi)統膜污染(ran)(ran)研(yan)究（見表1），主要(yao)使用一些群(qun)體(ti)淬(cui)滅劑（如QQ化合物(wu)、QQ 酶、QQ 細菌等）來(lai)(lai)減緩膜污染(ran)(ran)。

Jiang等在電極-膜(mo)(mo)(mo)生物反應器（EMBR）中(zhong)投加QQ細(xi)(xi)菌(jun)ssn-2。結果表明，QQ細(xi)(xi)菌(jun)ssn-2有著較好的(de)膜(mo)(mo)(mo)污(wu)(wu)染(ran)減(jian)緩(huan)效果，在120 d的(de)運行過程(cheng)中(zhong)，EPS含(han)量(liang)(liang)與AHLs濃度呈正相(xiang)關。此外(wai)(wai)，為了減(jian)少群(qun)體(ti)(ti)淬滅(mie)劑的(de)流(liu)失以及降低其對MBR污(wu)(wu)泥活性的(de)影響，在群(qun)體(ti)(ti)淬滅(mie)劑實際應用(yong)過程(cheng)中(zhong)，往往需要聯合固定化技術以達到穩定的(de)膜(mo)(mo)(mo)污(wu)(wu)染(ran)減(jian)緩(huan)效果。楊瑩(ying)選用(yong)了殼聚糖、聚丙烯腈(jing)兩種材(cai)料外(wai)(wai)裹海(hai)藻酸鈉共同(tong)構(gou)建(jian)QQ細(xi)(xi)菌(jun)的(de)核殼結構(gou)，并將新構(gou)建(jian)的(de)QQ小球(qiu)投入MBR中(zhong)。結果表明，該QQ小球(qiu)能明顯抑制膜(mo)(mo)(mo)組件上生物膜(mo)(mo)(mo)的(de)形成，降低MBR中(zhong)EPS含(han)量(liang)(liang)，從而減(jian)緩(huan)膜(mo)(mo)(mo)污(wu)(wu)染(ran)。

目前，QQ技(ji)術作(zuo)為(wei)環(huan)境學(xue)領域(yu)的(de)(de)一個重點研(yan)究方向，正在(zai)(zai)快速發展(zhan)。例如(ru)(ru)，為(wei)克服群體淬滅劑中(zhong)QQ化合物、QQ酶(mei)存(cun)(cun)在(zai)(zai)的(de)(de)成(cheng)本高、穩定性(xing)差等缺點，學(xue)者們正在(zai)(zai)探(tan)尋能夠產生(sheng)(sheng)QQ酶(mei)的(de)(de)QQ細菌(jun)；為(wei)保證QQ細菌(jun)的(de)(de)生(sheng)(sheng)物活(huo)(huo)性(xing)及(ji)減少(shao)其流失，開發了各種固定化技(ji)術（如(ru)(ru)QQ管束、QQ微(wei)球、QQ圓筒等）。但(dan)是QQ技(ji)術研(yan)究還存(cun)(cun)在(zai)(zai)一些問題，如(ru)(ru)QQ技(ji)術大(da)部分研(yan)究集中(zhong)在(zai)(zai)MBR工(gong)藝上，在(zai)(zai)其他(ta)生(sheng)(sheng)物處理工(gong)藝中(zhong)的(de)(de)研(yan)究相對(dui)較(jiao)少(shao)；現有研(yan)究中(zhong)涉(she)及(ji)的(de)(de)污水(shui)(shui)類型多為(wei)生(sheng)(sheng)活(huo)(huo)污水(shui)(shui)或合成(cheng)廢(fei)水(shui)(shui)，對(dui)其他(ta)污水(shui)(shui)類型的(de)(de)適用性(xing)還需(xu)進一步探(tan)討。

信(xin)號(hao)(hao)分(fen)(fen)子(zi)是(shi)連接(jie)QS和QQ技(ji)術(shu)的(de)(de)橋梁，兩種技(ji)術(shu)最終(zhong)通過(guo)直(zhi)接(jie)或(huo)間接(jie)控(kong)制(zhi)信(xin)號(hao)(hao)分(fen)(fen)子(zi)在反應(ying)器(qi)中(zhong)的(de)(de)濃度(du)來減緩膜污(wu)染(ran)。過(guo)低濃度(du)的(de)(de)信(xin)號(hao)(hao)分(fen)(fen)子(zi)會降低污(wu)泥中(zhong)微生物的(de)(de)活性，影響MBR出(chu)水水質；過(guo)高濃度(du)的(de)(de)信(xin)號(hao)(hao)分(fen)(fen)子(zi)則會加速EPS的(de)(de)形成，加劇膜污(wu)染(ran)。因此，在投加信(xin)號(hao)(hao)分(fen)(fen)子(zi)或(huo)群體淬滅(mie)劑時，應(ying)注意將反應(ying)器(qi)內的(de)(de)信(xin)號(hao)(hao)分(fen)(fen)子(zi)控(kong)制(zhi)在安(an)全濃度(du)范圍內。目前(qian)，QS和QQ技(ji)術(shu)展(zhan)現(xian)出(chu)較好的(de)(de)膜污(wu)染(ran)控(kong)制(zhi)效果，但(dan)其投入實(shi)際工程應(ying)用(yong)前(qian)仍(reng)有一些問題亟待去解(jie)決。

1.2 能量解偶聯

微(wei)生物(wu)的生理行為與代謝密切相關，正常情況下(xia)微(wei)生物(wu)代謝氧化與磷(lin)酸化相互偶(ou)聯(lian)。能(neng)量(liang)解偶(ou)聯(lian)是(shi)(shi)通過外(wai)部條件(jian)的改變抑制ATP的合(he)成(cheng)(cheng)，從而使ATP儲量(liang)無法為微(wei)生物(wu)生長提供必需的能(neng)量(liang)，導致分解代謝與合(he)成(cheng)(cheng)代謝相分離的過程。能(neng)量(liang)代謝是(shi)(shi)MBR中生物(wu)膜形成(cheng)(cheng)的重要影(ying)響因素(su)，能(neng)量(liang)解偶(ou)聯(lian)理論上(shang)是(shi)(shi)通過添(tian)加解偶(ou)聯(lian)劑抑制細(xi)菌的能(neng)量(liang)合(he)成(cheng)(cheng)進而減(jian)緩MBR膜上(shang)生物(wu)膜的形成(cheng)(cheng)。

近年來的(de)一些研(yan)究(jiu)表明，解偶聯(lian)(lian)劑可有(you)(you)效(xiao)(xiao)抑制(zhi)MBR系統中(zhong)(zhong)膜(mo)(mo)組(zu)件表面生(sheng)物膜(mo)(mo)的(de)形成，以(yi)及(ji)減(jian)少MBR中(zhong)(zhong)EPS的(de)含量(liang)。Feng等(deng)在(zai)解偶聯(lian)(lian)劑3，3'，4'，5-四氯水(shui)楊酰苯胺(an)（TCS）抑制(zhi)枯(ku)草芽孢桿(gan)菌(jun)(jun)生(sheng)物膜(mo)(mo)形成的(de)機理研(yan)究(jiu)中(zhong)(zhong)發現，TCS通過抑制(zhi)細(xi)菌(jun)(jun)活性(xing)和減(jian)少細(xi)菌(jun)(jun)EPS的(de)分泌，從而抑制(zhi)生(sheng)物膜(mo)(mo)的(de)形成。趙迎雪使用(yong)重(zhong)力流(liu)膜(mo)(mo)生(sheng)物反應器（GDMBR），探(tan)究(jiu)TCS對膜(mo)(mo)污(wu)染(ran)的(de)減(jian)緩效(xiao)(xiao)果。實驗結果表明，TCS的(de)投加能夠降(jiang)低污(wu)泥混合液及(ji)膜(mo)(mo)上EPS的(de)含量(liang)，顯(xian)著減(jian)小MBR運(yun)行(xing)過程中(zhong)(zhong)膜(mo)(mo)的(de)總阻(zu)力、濾餅層阻(zu)力及(ji)膜(mo)(mo)孔堵塞(sai)阻(zu)力，并(bing)在(zai)一定程度(du)上增加GDMBR的(de)出水(shui)通量(liang)。因此，TCS可以(yi)有(you)(you)效(xiao)(xiao)減(jian)緩膜(mo)(mo)污(wu)染(ran)。

解偶(ou)聯(lian)(lian)劑的(de)(de)(de)(de)(de)投(tou)加(jia)(jia)量(liang)對膜(mo)污(wu)(wu)(wu)染的(de)(de)(de)(de)(de)減(jian)緩(huan)效(xiao)果(guo)具有重要影響。Ding等(deng)探究了不同濃(nong)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)解偶(ou)聯(lian)(lian)劑2，4-二硝基苯(ben)酚（DNP）對MBR膜(mo)污(wu)(wu)(wu)染減(jian)緩(huan)效(xiao)果(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)影響。結果(guo)表明，不同的(de)(de)(de)(de)(de)DNP投(tou)加(jia)(jia)量(liang)對膜(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)污(wu)(wu)(wu)染速率有一定影響；與對照(zhao)組相(xiang)比，低(di)(di)投(tou)加(jia)(jia)量(liang)（15、30mg/gVSS）會促使污(wu)(wu)(wu)泥釋(shi)放更多(duo)的(de)(de)(de)(de)(de)SMP，進而(er)顯著提高濾(lv)(lv)餅阻力，加(jia)(jia)劇膜(mo)污(wu)(wu)(wu)染；高投(tou)加(jia)(jia)量(liang)（45mg/gVSS）則會抑制EPS中(zhong)PN和(he)PS的(de)(de)(de)(de)(de)釋(shi)放，有效(xiao)減(jian)緩(huan)膜(mo)表面濾(lv)(lv)餅層的(de)(de)(de)(de)(de)形成(cheng)(cheng)(cheng)。Ding等(deng)還研究了不同濃(nong)度(du)(du)TCS的(de)(de)(de)(de)(de)投(tou)加(jia)(jia)對GDMBR膜(mo)污(wu)(wu)(wu)染的(de)(de)(de)(de)(de)影響。他們發現適宜劑量(liang)（10～30mg/L）的(de)(de)(de)(de)(de)TCS抑制了細(xi)菌ATP的(de)(de)(de)(de)(de)合成(cheng)(cheng)(cheng)，降低(di)(di)了污(wu)(wu)(wu)泥和(he)EPS的(de)(de)(de)(de)(de)產生量(liang)；而(er)高劑量(liang)（50mg/L）的(de)(de)(de)(de)(de)TCS會破(po)壞污(wu)(wu)(wu)泥絮(xu)凝(ning)體，使更多(duo)的(de)(de)(de)(de)(de)細(xi)小污(wu)(wu)(wu)泥和(he)SMP釋(shi)放出來(lai)并在(zai)(zai)膜(mo)上形成(cheng)(cheng)(cheng)致密的(de)(de)(de)(de)(de)濾(lv)(lv)餅層，加(jia)(jia)劇膜(mo)污(wu)(wu)(wu)染。因此，不同種類、不同劑量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)解偶(ou)聯(lian)(lian)劑對膜(mo)污(wu)(wu)(wu)染的(de)(de)(de)(de)(de)減(jian)緩(huan)效(xiao)果(guo)存在(zai)(zai)差(cha)異，這可能與解偶(ou)聯(lian)(lian)劑抑制細(xi)菌的(de)(de)(de)(de)(de)活(huo)性程度(du)(du)有關。

投加解(jie)(jie)偶(ou)(ou)聯(lian)(lian)劑(ji)操作簡便、成本較低，但利用能量解(jie)(jie)偶(ou)(ou)聯(lian)(lian)減(jian)緩膜污染時應(ying)注(zhu)意以下(xia)問題：①目前常見的解(jie)(jie)偶(ou)(ou)聯(lian)(lian)劑(ji)大都是含有苯環的化合物，對MBR中的微生物具有毒害(hai)作用，故(gu)要(yao)控制其在反(fan)應(ying)器中的濃度；②高(gao)濃度的解(jie)(jie)偶(ou)(ou)聯(lian)(lian)劑(ji)會抑制細菌的活(huo)性，反(fan)應(ying)器中可能會出現(xian)污泥濃度降低、出水水質(zhi)變差(cha)的情況；③相(xiang)關研究周期較短，不能很好地說明解(jie)(jie)偶(ou)(ou)聯(lian)(lian)劑(ji)長期減(jian)緩MBR膜污染的效果。

1.3 生物酶法

近(jin)年(nian)來(lai)，應(ying)用生(sheng)(sheng)物酶法減(jian)緩(huan)(huan)MBR膜(mo)(mo)污(wu)(wu)染(ran)的研(yan)究越來(lai)越多(duo)。生(sheng)(sheng)物酶法減(jian)緩(huan)(huan)膜(mo)(mo)污(wu)(wu)染(ran)的機(ji)理一(yi)方(fang)面(mian)是利用對大分(fen)子有親(qin)和(he)力的細(xi)(xi)胞(bao)壁(bi)水解(jie)酶來(lai)促進細(xi)(xi)胞(bao)降(jiang)解(jie)，通(tong)過(guo)改(gai)變膜(mo)(mo)上生(sheng)(sheng)物膜(mo)(mo)的結(jie)構來(lai)減(jian)緩(huan)(huan)膜(mo)(mo)污(wu)(wu)染(ran)；另一(yi)方(fang)面(mian)是通(tong)過(guo)生(sheng)(sheng)物酶對反應(ying)器中(zhong)的EPS進行降(jiang)解(jie)，破(po)壞(huai)EPS的穩定性進而實現(xian)膜(mo)(mo)污(wu)(wu)染(ran)的緩(huan)(huan)解(jie)。

① 水解細(xi)胞壁(bi)

通過(guo)補充細胞(bao)壁水解酶，可以減(jian)少生物膜(mo)EPS和SMP的數量，簡化生物膜(mo)結構，從而減(jian)緩膜(mo)污染并改善膜(mo)性能。其中(zhong)，蛋(dan)白酶和淀粉酶均有較好的膜(mo)污染控制效果，溶菌酶也早(zao)在1992年就被發現具(ju)備溶解細菌細胞(bao)壁的作用。

Wong等將(jiang)含有蛋白(bai)(bai)酶(mei)(mei)、脂肪酶(mei)(mei)和(he)淀粉酶(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)水(shui)解酶(mei)(mei)分(fen)(fen)別投加到(dao)厭氧膜生物反應器（AnMBR）中(zhong)或固定在(zai)膜上，以探究其減(jian)(jian)緩膜污染的(de)(de)(de)(de)效(xiao)果(guo)(guo)。結果(guo)(guo)表(biao)明，分(fen)(fen)散(san)和(he)固定化酶(mei)(mei)通過水(shui)解作用(yong)限制(zhi)了(le)濾餅層的(de)(de)(de)(de)形(xing)成，減(jian)(jian)緩了(le)膜污染。但在(zai)近一(yi)個月的(de)(de)(de)(de)MBR運行過程中(zhong)，投加分(fen)(fen)散(san)酶(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)MBR的(de)(de)(de)(de)TMP始終小于(yu)固定化酶(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)MBR，且運行20d后，兩者之間的(de)(de)(de)(de)TMP差值穩(wen)定在(zai)10kPa左右，這主要(yao)是由于(yu)固定化酶(mei)(mei)和(he)蛋白(bai)(bai)質水(shui)解產物增加了(le)膜的(de)(de)(de)(de)凝膠(jiao)阻力。雖然酶(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)兩種(zhong)投加方式均表(biao)現(xian)出較好的(de)(de)(de)(de)MBR膜污染減(jian)(jian)緩效(xiao)果(guo)(guo)，且分(fen)(fen)散(san)水(shui)解酶(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)性(xing)能(neng)比(bi)固定化水(shui)解酶(mei)(mei)更高，但相(xiang)比(bi)物理法(fa)、化學法(fa)減(jian)(jian)緩膜污染而言，兩種(zhong)投加方式都還有進一(yi)步增強的(de)(de)(de)(de)潛力。

② 酶解EPS

EPS主要(yao)由(you)多糖、蛋白質(zhi)、核酸、脂質(zhi)和腐殖質(zhi)等多種(zhong)物質(zhi)組成(cheng)(cheng)，是生(sheng)物膜的重要(yao)組成(cheng)(cheng)部(bu)分。當(dang)微(wei)生(sheng)物細胞停留在(zai)MBR膜表(biao)面一段時間(jian)后(hou)，會產(chan)生(sheng)EPS促使更多的微(wei)生(sheng)物吸附(fu)在(zai)膜表(biao)面上(shang)，形(xing)成(cheng)(cheng)生(sheng)物膜并加劇膜污染。

早在(zai)2003年，Loiselle等(deng)就發現投加生(sheng)物(wu)(wu)酶(mei)能有效分離膜(mo)表面生(sheng)物(wu)(wu)膜(mo)。蛋(dan)(dan)白(bai)(bai)酶(mei)K、胰蛋(dan)(dan)白(bai)(bai)酶(mei)、枯(ku)草桿(gan)菌蛋(dan)(dan)白(bai)(bai)酶(mei)、艾威蛋(dan)(dan)白(bai)(bai)酶(mei)、木瓜蛋(dan)(dan)白(bai)(bai)酶(mei)等(deng)都能成(cheng)功降(jiang)解和分離生(sheng)物(wu)(wu)膜(mo)，其中枯(ku)草桿(gan)菌蛋(dan)(dan)白(bai)(bai)酶(mei)在(zai)防止生(sheng)物(wu)(wu)附著及生(sheng)物(wu)(wu)膜(mo)分離方面有著較好的效果。該研究(jiu)為減緩(huan)MBR膜(mo)生(sheng)物(wu)(wu)污染(ran)提供了一條新途徑。

此外(wai)，為了(le)精準(zhun)、穩定(ding)(ding)地酶(mei)解(jie)(jie)MBR膜(mo)(mo)(mo)表(biao)面(mian)的(de)(de)EPS，在實(shi)際應用(yong)中通常將生物(wu)酶(mei)固(gu)(gu)定(ding)(ding)化(hua)。目前(qian)，較(jiao)為新穎的(de)(de)固(gu)(gu)定(ding)(ding)化(hua)方法是將生物(wu)酶(mei)固(gu)(gu)定(ding)(ding)到納米級磁(ci)性顆(ke)粒(li)（MNP）表(biao)面(mian)。MNP具(ju)有(you)較(jiao)大的(de)(de)比表(biao)面(mian)積，能夠固(gu)(gu)定(ding)(ding)更多的(de)(de)酶(mei)，在外(wai)部磁(ci)場作(zuo)用(yong)下生物(wu)酶(mei)也(ye)易從反應器中分離。Bilad等將BsXynA（一種(zhong)木聚糖酶(mei)）與MNP耦合，通過磁(ci)力(li)將BsXynA吸引到MBR磁(ci)膜(mo)(mo)(mo)表(biao)面(mian)，以此來持(chi)續去除膜(mo)(mo)(mo)表(biao)面(mian)的(de)(de)EPS。研究(jiu)結果(guo)表(biao)明，運行(xing)3h后(hou)磁(ci)酶(mei)-磁(ci)膜(mo)(mo)(mo)MBR的(de)(de)TMP增長速(su)率遠遠小(xiao)于對(dui)(dui)照組(zu)MBR；運行(xing)24h后(hou)，對(dui)(dui)照組(zu)MBR的(de)(de)TMP為24.3kPa，而磁(ci)酶(mei)-磁(ci)膜(mo)(mo)(mo)MBR的(de)(de)TMP僅為9.7kPa。此外(wai)，Bilad等還將兩(liang)張污(wu)染(ran)膜(mo)(mo)(mo)進行(xing)了(le)對(dui)(dui)換，一段時間后(hou)磁(ci)酶(mei)-磁(ci)膜(mo)(mo)(mo)MBR的(de)(de)TMP從25 kPa降(jiang)到15.3kPa。以上研究(jiu)表(biao)明，BsXynA可(ke)以有(you)效(xiao)降(jiang)解(jie)(jie)膜(mo)(mo)(mo)表(biao)面(mian)的(de)(de)污(wu)染(ran)物(wu)，阻止TMP的(de)(de)快速(su)上升，進而實(shi)現膜(mo)(mo)(mo)污(wu)染(ran)的(de)(de)顯著(zhu)緩(huan)解(jie)(jie)。

作為一種微(wei)(wei)量、高(gao)效的催化劑，低濃度的生(sheng)物(wu)(wu)酶(mei)(mei)就能(neng)有效減緩MBR膜(mo)污(wu)(wu)染(ran)。生(sheng)物(wu)(wu)酶(mei)(mei)法減緩膜(mo)污(wu)(wu)染(ran)的優勢在(zai)于生(sheng)物(wu)(wu)酶(mei)(mei)對MBR中功能(neng)微(wei)(wei)生(sheng)物(wu)(wu)無毒害(hai)作用(yong)，在(zai)不產(chan)生(sheng)二次(ci)污(wu)(wu)染(ran)的同時，還能(neng)保持微(wei)(wei)生(sheng)物(wu)(wu)的活(huo)性。但(dan)是(shi)，生(sheng)物(wu)(wu)酶(mei)(mei)法對膜(mo)污(wu)(wu)染(ran)的減緩效果(guo)會(hui)受到(dao)溫度、pH等外部條件的制約(yue)。另外，生(sheng)物(wu)(wu)酶(mei)(mei)的成本問(wen)題也是(shi)阻礙其大規模應用(yong)的一個重要(yao)因素。

1.4 NO誘導法

NO是生(sheng)物(wu)系統中廣泛存在的(de)(de)信號分子，它(ta)能夠誘導(dao)生(sheng)物(wu)膜(mo)擴(kuo)散并改變其生(sheng)長(chang)方式，使生(sheng)物(wu)膜(mo)向(xiang)游離狀態改變。NO誘導(dao)法的(de)(de)原理(li)是通過(guo)NO促進生(sheng)物(wu)膜(mo)游離基(ji)因的(de)(de)表達(da)，即通過(guo)刺激磷酸(suan)二酯酶的(de)(de)活性(xing)以及(ji)環二鳥(niao)苷(gan)酸(suan)（c-di-GMP）的(de)(de)降解來誘導(dao)生(sheng)物(wu)膜(mo)的(de)(de)擴(kuo)散，進而減緩膜(mo)污(wu)染。

NO在減(jian)緩(huan)膜(mo)污(wu)染(ran)以及改變微生物生長方(fang)式方(fang)面(mian)具有應用(yong)前景，但是(shi)NO的(de)(de)低(di)溶解性、易氧化的(de)(de)特點阻礙了(le)其(qi)在膜(mo)污(wu)染(ran)減(jian)緩(huan)中(zhong)的(de)(de)直接應用(yong)。因此，為(wei)克(ke)服以上缺點，大量研(yan)究使用(yong)NO供體化合物（如硝普酸鈉(na)、亞硝酸鈉(na)、林西(xi)多(duo)明(ming)、MAHMA-NONOate等）以實現NO的(de)(de)持續供給(gei)，達到與直接通入(ru)NO相同(tong)的(de)(de)效(xiao)果，進而實現膜(mo)污(wu)染(ran)的(de)(de)緩(huan)解（見(jian)表(biao)2）。

Barnes等(deng)采用銅綠(lv)假單(dan)胞菌（PAO1）模擬膜(mo)污(wu)染(ran)微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)，探究NO供體(ti)化合(he)物(wu)的(de)(de)投(tou)加(jia)在減緩膜(mo)污(wu)染(ran)方(fang)面(mian)的(de)(de)機理。研(yan)究發現(xian)，在三種(zhong)供體(ti)化合(he)物(wu)中(zhong)MAHMA-NONOate是最佳的(de)(de)NO供體(ti)化合(he)物(wu)，低(di)濃度的(de)(de)MAHMA-NONOate 能(neng)夠有效抑(yi)制單(dan)種(zhong)、多種(zhong)混合(he)微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)的(de)(de)膜(mo)污(wu)染(ran)。同(tong)時，還指出生(sheng)(sheng)物(wu)膜(mo)的(de)(de)擴散與細(xi)(xi)菌和EPS的(de)(de)減少緊密相關。Oh等(deng)探究了半衰期較長的(de)(de)NO供體(ti)化合(he)物(wu)（DETA-NONOate）的(de)(de)投(tou)加(jia)對(dui)(dui)膜(mo)表(biao)(biao)面(mian)細(xi)(xi)菌群(qun)落和生(sheng)(sheng)物(wu)膜(mo)擴散的(de)(de)影響。研(yan)究表(biao)(biao)明，在不降(jiang)低(di)過濾(lv)性能(neng)的(de)(de)前提(ti)下，投(tou)加(jia)DETA-NONOate可以減緩TMP的(de)(de)增長速(su)率。此外(wai)，對(dui)(dui)膜(mo)表(biao)(biao)面(mian)細(xi)(xi)菌群(qun)落特(te)征的(de)(de)鑒(jian)定結果表(biao)(biao)明，DETA-NONOate的(de)(de)投(tou)加(jia)對(dui)(dui)生(sheng)(sheng)物(wu)膜(mo)細(xi)(xi)菌群(qun)落沒有選擇性偏差。

以上研(yan)究表明(ming)，NO誘導(dao)法(fa)不僅可(ke)以有效(xiao)(xiao)減緩(huan)MBR中生(sheng)(sheng)(sheng)物膜的生(sheng)(sheng)(sheng)長，其(qi)在(zai)微生(sheng)(sheng)(sheng)物群落結構的優化方面(mian)也具(ju)有重要(yao)作用。與(yu)能量解(jie)偶聯相比(bi)，NO誘導(dao)法(fa)在(zai)有效(xiao)(xiao)減緩(huan)膜污染(ran)的同(tong)時，不會(hui)對微生(sheng)(sheng)(sheng)物產(chan)生(sheng)(sheng)(sheng)毒害效(xiao)(xiao)應，不會(hui)影(ying)響整(zheng)個MBR系統(tong)的處理(li)(li)效(xiao)(xiao)能；但NO誘導(dao)法(fa)目(mu)前仍停留在(zai)實驗室研(yan)究階段(duan)，需要(yao)更(geng)多的理(li)(li)論和(he)實踐(jian)支(zhi)撐其(qi)實際運用。

1.5 D-氨基酸(DAA)抑制法

DAA抑(yi)制(zhi)(zhi)法是(shi)通過(guo)DAA改變肽聚糖層的(de)(de)結構以(yi)及(ji)干擾蛋白質的(de)(de)合成(cheng)，從而(er)抑(yi)制(zhi)(zhi)MBR中生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)膜(mo)(mo)的(de)(de)生(sheng)(sheng)長(chang)。DAA能夠被(bei)各種細菌合成(cheng)和釋放，且自身(shen)親水性較(jiao)強，難以(yi)被(bei)細菌降解，因此(ci)使用DAA減緩膜(mo)(mo)污(wu)染是(shi)一種多來源、低成(cheng)本的(de)(de)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)方法。Hochbaum等對(dui)(dui)膜(mo)(mo)表(biao)面(mian)(mian)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)膜(mo)(mo)的(de)(de)形成(cheng)以(yi)及(ji)DAA對(dui)(dui)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)膜(mo)(mo)的(de)(de)作用機理進行了研究(jiu)，指出膜(mo)(mo)表(biao)面(mian)(mian)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)膜(mo)(mo)的(de)(de)形成(cheng)大致可分(fen)為兩個(ge)階段，即生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)膜(mo)(mo)最初小部分(fen)聚集附(fu)(fu)著(zhu)在膜(mo)(mo)表(biao)面(mian)(mian)，隨后(hou)逐漸成(cheng)長(chang)為大型聚集體，形成(cheng)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)膜(mo)(mo)；投(tou)加(jia)(jia)DAA對(dui)(dui)膜(mo)(mo)污(wu)染的(de)(de)減緩作用不(bu)是(shi)通過(guo)阻止最初微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)細胞的(de)(de)表(biao)面(mian)(mian)附(fu)(fu)著(zhu)，而(er)是(shi)抑(yi)制(zhi)(zhi)了后(hou)階段生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)膜(mo)(mo)中蛋白質組分(fen)的(de)(de)積(ji)累。該研究(jiu)不(bu)僅說(shuo)明DAA的(de)(de)投(tou)加(jia)(jia)能有效防止生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)膜(mo)(mo)的(de)(de)生(sheng)(sheng)長(chang)，還(huan)表(biao)明在膜(mo)(mo)表(biao)面(mian)(mian)微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)附(fu)(fu)著(zhu)的(de)(de)后(hou)一階段投(tou)加(jia)(jia)DAA效果更好。

Wang等(deng)探究了不同(tong)種(zhong)(zhong)類(lei)的(de)(de)(de)DAA減緩(huan)(huan)膜(mo)(mo)生(sheng)物(wu)(wu)污(wu)染(ran)的(de)(de)(de)作(zuo)用機制(zhi)是否(fou)存(cun)在(zai)差異性。研究表(biao)明，三種(zhong)(zhong)DAA均能(neng)(neng)通過抑制(zhi)革(ge)蘭氏陽(yang)性菌(jun)（G+）和(he)革(ge)蘭氏陰性菌(jun)（G-）細菌(jun)的(de)(de)(de)吸附，降低聚(ju)醚砜膜(mo)(mo)上(shang)的(de)(de)(de)胞外多糖和(he)蛋白(bai)質含量來減緩(huan)(huan)膜(mo)(mo)生(sheng)物(wu)(wu)污(wu)染(ran)。這表(biao)明上(shang)述不同(tong)種(zhong)(zhong)類(lei)的(de)(de)(de)DAA減緩(huan)(huan)膜(mo)(mo)生(sheng)物(wu)(wu)污(wu)染(ran)的(de)(de)(de)機理大(da)致(zhi)相同(tong)。然(ran)而，單(dan)獨(du)使用DAA抑制(zhi)法減緩(huan)(huan)膜(mo)(mo)生(sheng)物(wu)(wu)污(wu)染(ran)存(cun)在(zai)著DAA的(de)(de)(de)不穩定(ding)、控(kong)制(zhi)效率低等(deng)問題(ti)。Guo等(deng)將(jiang)DAA固定(ding)到由多巴胺改性的(de)(de)(de)埃洛(luo)石(shi)納米管上(shang)制(zhi)備了一(yi)種(zhong)(zhong)新型納米復(fu)合(he)材(cai)(cai)料，并利用該材(cai)(cai)料制(zhi)備了一(yi)種(zhong)(zhong)改性膜(mo)(mo)。該納米復(fu)合(he)材(cai)(cai)料改性膜(mo)(mo)不僅(jin)保證了DAA的(de)(de)(de)活性穩定(ding)，提高了膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)長期抗(kang)生(sheng)物(wu)(wu)污(wu)染(ran)能(neng)(neng)力，還(huan)具有(you)較好(hao)的(de)(de)(de)過濾和(he)機械(xie)性能(neng)(neng)。因此，固定(ding)化技術是一(yi)種(zhong)(zhong)較好(hao)的(de)(de)(de)維持DAA穩定(ding)性的(de)(de)(de)途徑。

DAA是(shi)一(yi)種(zhong)低成本、環境友好的抑制劑(ji)，但是(shi)存在不穩(wen)定的問(wen)題。此外，目(mu)前關(guan)于DAA減緩(huan)MBR膜污染的相(xiang)關(guan)研究較少，DAA復雜的作(zuo)用機制及其濃(nong)度對微生物(wu)和(he)MBR運(yun)行效能的影響等問(wen)題還需要不斷探(tan)索和(he)解(jie)決。

1.6 裂解與捕食法

① 噬(shi)菌體裂解法

近年來(lai)，噬(shi)(shi)菌(jun)體裂(lie)解法在(zai)膜(mo)(mo)(mo)污染(ran)減緩方面的(de)(de)應用受到了廣泛關注。該法通過噬(shi)(shi)菌(jun)體特(te)異性(xing)識別、感染(ran)和(he)裂(lie)解細(xi)菌(jun)，從(cong)而使生物膜(mo)(mo)(mo)不(bu)斷(duan)分解。Bhattacharjee等從(cong)某污水廠中分離出一種溶(rong)菌(jun)噬(shi)(shi)菌(jun)體，并將其投加(jia)至MBR系統中。在(zai)投加(jia)該溶(rong)菌(jun)噬(shi)(shi)菌(jun)體后，膜(mo)(mo)(mo)上(shang)大量的(de)(de)生物膜(mo)(mo)(mo)開始分解消失，最(zui)終膜(mo)(mo)(mo)通量恢復到原來(lai)的(de)(de)78%。該項研究雖然(ran)表現出噬(shi)(shi)菌(jun)體在(zai)減緩膜(mo)(mo)(mo)生物污染(ran)方面的(de)(de)巨大潛力，但在(zai)細(xi)菌(jun)和(he)噬(shi)(shi)菌(jun)體的(de)(de)長久(jiu)對(dui)抗(kang)過程中，某些細(xi)菌(jun)可能(neng)會(hui)對(dui)特(te)定的(de)(de)噬(shi)(shi)菌(jun)體免疫，單種噬(shi)(shi)菌(jun)體也(ye)許不(bu)能(neng)取得(de)理想的(de)(de)膜(mo)(mo)(mo)污染(ran)減緩效果。

噬菌(jun)體雞尾酒（Pyophage cocktail）技術(shu)是(shi)一(yi)種基于噬菌(jun)體控制膜(mo)生(sheng)(sheng)物(wu)污(wu)染的(de)(de)新方法，其本質是(shi)選用不(bu)同種類(lei)的(de)(de)噬菌(jun)體共同去(qu)除污(wu)染膜(mo)上(shang)的(de)(de)微生(sheng)(sheng)物(wu)。Aydin等(deng)采用MBR處(chu)理含(han)紅霉素、四環(huan)素和磺胺(an)甲惡唑等(deng)高濃度制藥廢水(shui)，并探究(jiu)Pyophage cocktail技術(shu)對膜(mo)污(wu)染的(de)(de)減緩效(xiao)果。研(yan)究(jiu)發(fa)現，反應器(qi)運行22 d后(hou)，與對照MBR相比，采用Pyophage cocktail技術(shu)的(de)(de)MBR的(de)(de)TMP顯著降低了18.4 kPa。另外，微生(sheng)(sheng)物(wu)分析結果也表明Pyophage cocktail的(de)(de)生(sheng)(sheng)物(wu)強化作用對生(sheng)(sheng)物(wu)膜(mo)的(de)(de)分解具有積極的(de)(de)影響。

Pyophage cocktail技術解決了(le)單種類噬菌(jun)(jun)體(ti)可能被細菌(jun)(jun)免疫的(de)問題(ti)，在減(jian)緩膜污染方面為噬菌(jun)(jun)體(ti)裂解法提供了(le)一(yi)條(tiao)新的(de)途徑。目前，噬菌(jun)(jun)體(ti)裂解法的(de)研究還處于探(tan)索階(jie)段，噬菌(jun)(jun)體(ti)的(de)投加量對(dui)MBR運行(xing)的(de)影響及噬菌(jun)(jun)體(ti)的(de)回收利用(yong)等問題(ti)需進一(yi)步(bu)探(tan)索。

② 原生、后生動物捕食法

大多(duo)數的(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)理法和(he)化學(xue)法減(jian)緩膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)污染(ran)都是從(cong)防(fang)止生(sheng)物(wu)(wu)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)附著在膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)表(biao)面或使生(sheng)物(wu)(wu)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)從(cong)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)表(biao)面脫離這兩(liang)個角度(du)來(lai)考慮的(de)(de)(de)(de)，但是利用原(yuan)生(sheng)動物(wu)(wu)和(he)后(hou)生(sheng)動物(wu)(wu)捕食(shi)法減(jian)緩膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)污染(ran)，不僅可以(yi)保留膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)表(biao)面的(de)(de)(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)，還可以(yi)提高膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)滲透性。Derlon等發現在沒(mei)有生(sheng)物(wu)(wu)捕食(shi)的(de)(de)(de)(de)情況下，膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)表(biao)面會形(xing)成致密扁(bian)平的(de)(de)(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)，大幅降低膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)通量(liang)。生(sheng)物(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)捕食(shi)會改變膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)上生(sheng)物(wu)(wu)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)結構，提高膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)通量(liang)。在捕食(shi)動物(wu)(wu)存在的(de)(de)(de)(de)情況下，反(fan)應器(qi)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)通量(liang)約為10L/（m2·h），而在沒(mei)有捕食(shi)的(de)(de)(de)(de)情況下監測到的(de)(de)(de)(de)膜(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)(mo)通量(liang)僅為5L/（m2·h）。

近年來，有(you)關原生(sheng)、后生(sheng)動物(wu)中(zhong)(zhong)蠕(ru)(ru)蟲(chong)減(jian)緩(huan)(huan)MBR膜(mo)(mo)(mo)(mo)污(wu)(wu)(wu)(wu)染(ran)(ran)的(de)報道越來越多(duo)，蠕(ru)(ru)蟲(chong)可通過捕食作用(yong)吞食微(wei)生(sheng)物(wu)，減(jian)少(shao)回流污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)產量(liang)，進(jin)而減(jian)緩(huan)(huan)膜(mo)(mo)(mo)(mo)污(wu)(wu)(wu)(wu)染(ran)(ran)。Liu等研(yan)究了(le)MBR與蠕(ru)(ru)蟲(chong)反(fan)應器(qi)（SSBWR）組合工藝對膜(mo)(mo)(mo)(mo)污(wu)(wu)(wu)(wu)染(ran)(ran)的(de)減(jian)緩(huan)(huan)效(xiao)果(guo)(guo)，結果(guo)(guo)表(biao)明，SSBWR-MBR延緩(huan)(huan)了(le)TMP的(de)增長。Li等建立了(le)一(yi)種厭氧-缺氧-好(hao)氧膜(mo)(mo)(mo)(mo)生(sheng)物(wu)反(fan)應器(qi)（A2O-MBR）和(he)(he)蠕(ru)(ru)蟲(chong)反(fan)應器(qi)（WR）的(de)組合工藝，并對膜(mo)(mo)(mo)(mo)污(wu)(wu)(wu)(wu)染(ran)(ran)減(jian)緩(huan)(huan)效(xiao)果(guo)(guo)進(jin)行(xing)了(le)研(yan)究。結果(guo)(guo)發(fa)現，在(zai)該組合工藝中(zhong)(zhong)，WR中(zhong)(zhong)的(de)微(wei)好(hao)氧處理和(he)(he)捕食的(de)相互(hu)作用(yong)使(shi)得膜(mo)(mo)(mo)(mo)過濾(lv)周(zhou)期延長了(le)66.7%。此外，高通量(liang)測序分析結果(guo)(guo)表(biao)明聯合工藝中(zhong)(zhong)濾(lv)餅層的(de)微(wei)生(sheng)物(wu)群(qun)落更加均勻。由(you)此可見(jian)，A2O-MBR和(he)(he)WR的(de)組合工藝具有(you)較好(hao)的(de)膜(mo)(mo)(mo)(mo)污(wu)(wu)(wu)(wu)染(ran)(ran)減(jian)緩(huan)(huan)效(xiao)果(guo)(guo)。

噬菌(jun)(jun)體裂解法(fa)(fa)與(yu)原生(sheng)、后生(sheng)動(dong)物(wu)捕食(shi)法(fa)(fa)都能(neng)通過(guo)減少生(sheng)物(wu)膜(mo)上的細菌(jun)(jun)數量(liang)和優化微生(sheng)物(wu)的群落結構來減緩(huan)(huan)膜(mo)污(wu)染，但噬菌(jun)(jun)體、原生(sheng)和后生(sheng)動(dong)物(wu)投(tou)加(jia)量(liang)過(guo)多(duo)會導(dao)致MBR中細菌(jun)(jun)數量(liang)大量(liang)減少，影響MBR的處(chu)(chu)理(li)效(xiao)能(neng)；并且相(xiang)比于其他生(sheng)物(wu)法(fa)(fa)（QQ、生(sheng)物(wu)酶法(fa)(fa)、能(neng)量(liang)解偶聯等），單獨(du)使用(yong)噬菌(jun)(jun)體或者原生(sheng)、后生(sheng)動(dong)物(wu)減緩(huan)(huan)膜(mo)污(wu)染的效(xiao)率較低(di)，回收利用(yong)也相(xiang)對(dui)困難；但噬菌(jun)(jun)體裂解法(fa)(fa)與(yu)原生(sheng)、后生(sheng)動(dong)物(wu)捕食(shi)法(fa)(fa)無需投(tou)加(jia)化學物(wu)質(zhi)、處(chu)(chu)理(li)成本低(di)、副產物(wu)少，且不產生(sheng)二次污(wu)染，在膜(mo)污(wu)染減緩(huan)(huan)方(fang)面潛力較大。

1.7 不同方法的比較

生物(wu)法(fa)在(zai)控制(zhi)膜(mo)(mo)污(wu)染方(fang)面展(zhan)現出較好的效果(guo)，其主要(yao)是通過(guo)阻(zu)斷生物(wu)膜(mo)(mo)的形成或(huo)降(jiang)解生物(wu)膜(mo)(mo)形成所(suo)需的重(zhong)要(yao)物(wu)質來減緩(huan)膜(mo)(mo)污(wu)染。對不同膜(mo)(mo)污(wu)染生物(wu)減緩(huan)方(fang)法(fa)的優缺點、適用場合等進行了比較，結果(guo)見(jian)表3。相比于(yu)其他生物(wu)方(fang)法(fa)，QQ技術、能量解偶聯、生物(wu)酶法(fa)、NO誘導(dao)法(fa)更具有發展(zhan)前景。

02 結語

生物法可以有效減(jian)(jian)緩(huan)MBR系統中的(de)(de)膜(mo)(mo)生物污(wu)染，且具有其他(ta)膜(mo)(mo)污(wu)染減(jian)(jian)緩(huan)方法不具備(bei)的(de)(de)優(you)勢，如：①生物法不會對膜(mo)(mo)的(de)(de)性質或結構產生損害，提(ti)高了膜(mo)(mo)的(de)(de)使用壽命；②生物法可以原位提(ti)高膜(mo)(mo)的(de)(de)過濾周期；③大(da)多數(shu)生物法（如生物酶法、裂解與(yu)捕食法等）減(jian)(jian)緩(huan)膜(mo)(mo)污(wu)染具有連續性、長期性等特(te)點。

但生(sheng)物(wu)(wu)法(fa)(fa)仍存(cun)在以下問題亟待(dai)解(jie)決：①）反(fan)應(ying)器(qi)中(zhong)(zhong)適(shi)宜(yi)濃度的(de)(de)AHLs可減緩膜(mo)污染(ran)(ran)，且信號(hao)分子(zi)濃度的(de)(de)高低(di)會影響(xiang)膜(mo)污染(ran)(ran)的(de)(de)減緩效果，未(wei)來QS和QQ技(ji)術減緩膜(mo)污染(ran)(ran)的(de)(de)關鍵就(jiu)在于維持反(fan)應(ying)器(qi)中(zhong)(zhong)信號(hao)分子(zi)的(de)(de)適(shi)宜(yi)濃度。②目(mu)前常見的(de)(de)解(jie)偶(ou)聯劑(ji)大都是含有(you)苯環的(de)(de)有(you)毒化合物(wu)(wu)，且高濃度的(de)(de)解(jie)偶(ou)聯劑(ji)會降低(di)微生(sheng)物(wu)(wu)的(de)(de)活(huo)性。因此(ci)，低(di)濃度、環境友好的(de)(de)解(jie)偶(ou)聯劑(ji)是下一(yi)階(jie)段研究的(de)(de)方(fang)向。③對于生(sheng)物(wu)(wu)酶法(fa)(fa)和DAA抑制法(fa)(fa)，解(jie)決生(sheng)物(wu)(wu)酶和DAA的(de)(de)不穩定問題應(ying)是未(wei)來研究的(de)(de)重點。④裂解(jie)捕食中(zhong)(zhong)噬菌(jun)體和原生(sheng)、后(hou)生(sheng)動物(wu)(wu)的(de)(de)回收利用(yong)比(bi)較困難，相(xiang)關的(de)(de)工藝或(huo)技(ji)術有(you)待(dai)進(jin)一(yi)步(bu)研究。

近10年(nian)來，采用生物法(fa)(fa)(fa)減(jian)(jian)緩(huan)MBR膜污(wu)染(ran)(ran)的(de)技(ji)術發(fa)展迅速(su)，并且有著(zhu)較好的(de)減(jian)(jian)緩(huan)效果。但生物法(fa)(fa)(fa)相比物理法(fa)(fa)(fa)和化學法(fa)(fa)(fa)減(jian)(jian)緩(huan)膜污(wu)染(ran)(ran)還存在著(zhu)發(fa)展上的(de)滯后(hou)性。因此，今(jin)后(hou)圍(wei)繞生物法(fa)(fa)(fa)減(jian)(jian)緩(huan)MBR膜污(wu)染(ran)(ran)的(de)相關(guan)問題(ti)還需進一步研究。

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