张姣 ，肖康 *，刘紫微 ，高庭苇 ，梁帅 ，黄霞 ,*

a State Key Joint Laboratory of Environment Simulation and Pollution Control, School of Environment, Tsinghua University, Beijing 100084, China b College of Resources and Environment, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, Chinac College of Environmental Science and Engineering, Beijing Forestry University, Beijing 100083, Chinad Research and Application Center for Membrane Technology, School of Environment, Tsinghua University, Beijing 100084, China

1. 引言

膜生物反应器（membrane bioreactor, MBR）是一种将传统生物处理技术与膜过滤技术相结合的污水处理技术，因具有出水水质好、占地面积小等优点而受到广泛关注。对技术改进和机理解析的相关研究推动了MBR的发展[1-4]，使得MBR在世界范围内成功实现商业化应用。据MBR Site†统计，至2019年12月，全球已建成的大型MBR工程（单体规模≥1 × 105m3·d-1）累积处理规模已达到1.1399 × 107m3·d-1，北京槐房再生水厂是目前已建成的单体规模最大的MBR工程，设计最大处理规模为7.8 × 105m3·d-1。中国已成为MBR应用的热点地区，在62座大型MBR工程中，41座在中国，处理规模占总处理规模的64%†。至2018年5月，已投入运营的处理城镇污水的MBR工程累积处理规模达到1 × 107m3·d-1[5]，实现高效去除化学需氧量（chemical oxygen demand, COD）、NH3-N、总氮（total nitrogen, TN）和总磷（total phosphorus, TP）等污染物（去除率：TN＞80%，其他污染物＞90%)。

工业废水所含污染物浓度高、成分复杂、可生物降解性差，利用传统活性污泥（conventional activated sludge, CAS）处理工艺高效去除污染物难度较大[6,7]。作为工业废水处理中受欢迎的处理技术之一，MBR具有如下优点：①将污泥停留时间（sludge retention time, SRT）与水力停留时间（hydraulic retention time, HRT）分离，便于延长SRT，从而提高污泥浓度和容积负荷；②强化生物降解及膜分离过程可保障出水水质好、处理效果稳定；③占地面积小有助于减少复杂工艺流程对土地的占用。事实上，MBR已被应用于多种工业行业，尤其是需要对废水进行循环利用的工业行业。然而，工业废水处理过程中膜污染情况也更加严峻[7]，这也为MBR在工业废水处理中的进一步推广带来挑战。因此，单体规模每天几千立方米的MBR工程在城镇污水处理中属于中等规模[8]，而对工业废水处理而言，则属于较大规模。……