附加弱生物电场减缓膜生物反应器中膜污染的研究综述报告.docx

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膜生物反应器（MBR）作为一种重要的污水处理技术，在近年来得到了广泛应用。然而，在MBR的运行中，膜污染是非常常见的问题。膜污染会严重影响MBR的处理效果和寿命，因此如何减少膜污染是MBR运行的一个重要议题。近年来的研究表明，附加弱生物电场技术是一种减缓膜污染的有效方法。本文将综述附加弱生物电场减缓膜生物反应器中膜污染的相关研究进展。
一、膜污染及影响
MBR是一种利用微孔膜过滤将污水中的悬浮固体和细菌等微生物分离出来的技术。由于膜的特殊构造和过滤机理，MBR可以实现较高的水质处理效果。然而，由于水中微生物的生长和凝聚以及膜表面沉积的胆固醇和脂质等高分子有机物，膜会逐渐被污染，导致通量下降和膜寿命缩短，最终影响MBR的性能和运行成本。膜污染的形式包括：
1. 生物污染：微生物在膜表面形成生物膜，称为“膜污染层”，并在其中繁殖。
2. 物理-化学污染：废水中的不溶性高分子有机物、胆固醇、酸类、油脂等在膜表面上沉积而引起的污染。
3. 聚集污染：这种污染是指在污水中带正电荷的微粒物质带负电的膜表面吸附而形成。
以上三种膜污染会导致膜的压力增加、通量下降、膜污染层变厚等问题。
二、附加弱生物电场技术
弱电场技术是一种新型的MBR膜污染控制方法。通过在膜表面附加弱电场，可以调控MBR系统各级微生物群落的形态结构和数量，并改变膜表面的电性质，从而抑制和减缓膜污染的生成和发展。这种技术的基本原理是在MBR中交流电场或直流电场作用下形成电化学反应板，调控膜表面的电性质和电荷状态，从而吸附和吸引水中可被氧化的物质。
附加弱生物电场技术的最大特点是其降低了微生物膜内细胞之间的粘着力，减弱了微生物膜的结构稳定性，从而使膜表面的微生物层更容易去除。同时，该技术还可以促进活性污泥中的微生物代谢和生长，并且在一定程度上改善了膜的生物兼容性。因此，附加弱生物电场技术被认为是一种以生物为中心的环保技术，可以有效减缓膜污染的生成和扩散。
三、附加弱生物电场技术的优势和研究进展
1. 优势
(1) 附加弱生物电场技术可以有效地减缓膜污染，降低机械清洗的次数和强度，减轻MBR的运行成本。
(2) 该技术可以增强膜表面的生物兼容性。从而加快水中有机物的降解过程，提高MBR的污水处理效果。
(3) 附加弱生物电场技术可以促进活性污泥中微生物代谢和生长，提升MBR的生物处理能力。
(4) 弱电场不会对活性污泥产生有害影响，而且应用方便、操作简单，适用范围广。
2. 研究进展
目前，对于附加弱生物电场技术减缓膜污染的研究逐渐增多。郑红建等人研究发现，附加电场可以显著减缓膜污染的生成和扩散，且该技术对水中营养物质和污染物质的吸附能力较强。王成均等人研究发现，在交流电场作用下，膜表面的非特异物质和特异物质吸附能力明显提高，膜污染程度显著降低。梁晓林等人通过实验发现弱电场可以促进活性污泥中的微生物代谢和生长，增强MBR系统对水质的处理效果。其中，交流电场相对于直流电场的减缓膜污染效果更佳。
四、结论
MBR膜污染是目前MBR技术运行中经常遇到的问题。附加弱生物电场技术作为一种新型的膜污染控制方法，在MBR技术中逐渐得到应用。该技术的优点是可以降低清洗次数，减轻MBR运行成本，改善生物兼容性，并促进微生物代谢。未来，还需要开展更多的实验研究，以验证该技术的减缓效果，为MBR技术的推广应用提供更加可靠的支持。