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青島能源所生物燃氣與環(huán)境工程中心開發(fā)新型膜組件提升膜生物膜反應(yīng)器脫氮效率與抗污染性能氫型膜生物膜反應(yīng)器（H2-MBfR）是一種高效實現(xiàn)廢水自養(yǎng)脫氮的先進技術(shù)，氫氣為電子供體，膜面附著的反硝化菌可將水中硝酸鹽還原為氮氣，具有低碳排、高選擇性的優(yōu)勢。然而，長期運行中的膜污染問題嚴(yán)重制約了反應(yīng)器的穩(wěn)定運行和脫氮效率，膜面附著微生物增殖堵塞通氣孔道，限制氫氣的有效傳遞，是當(dāng)前H2-MBfR領(lǐng)域研究的熱點和難點。 近日，中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所生物燃氣與環(huán)境工程中心開發(fā)一種新型雙效復(fù)合膜組件，顯著提升膜污染控制能力和反應(yīng)器穩(wěn)定運行性能，為實現(xiàn)氫型膜生物膜反應(yīng)器的工程化應(yīng)用提供了新思路。研究人員通過對比實驗系統(tǒng)地評估了該膜組件在脫氮性能、膜污染控制和微生物群落演替等方面的作用。結(jié)果表明，傳統(tǒng)單一膜系統(tǒng)在運行一周后即出現(xiàn)膜污染，而新型復(fù)合膜組件無污染運行周期可提升8倍以上。在低溫和高負荷等不利條件下，該系統(tǒng)仍穩(wěn)定運行且無亞硝酸鹽積累。 微生物群落分析表明，隨著運行時間延長，系統(tǒng)中反硝化功能菌逐漸成為優(yōu)勢菌群，豐度最高達93%。膜組件的疏水層有效阻止微生物穿透，維持了膜氣體傳遞功能，總氮去除通量達到28.4 g-N/(m2·d)，該新型膜組件為污水深度脫氮特別是二級出水后硝酸鹽的穩(wěn)定去除提供了切實可行的解決方案。
相關(guān)研究成果以“Enhanced denitrification and fouling control in hydrogen-based membrane biofilm reactor using novel flat membrane module”為題發(fā)表在Bioresource Technology雜志上。路明藝為第一作者，馮權(quán)高級工程師為通訊作者。該研究得到了山東省自然科學(xué)基金、國家資助博士后研究人員計劃等的資助。（文/圖 路明藝） 原文連接：https://doi.org/10.1016/j.biortech.2025.132848 Mingyi Lu, Quan Feng#, Fan Qin, Yanjun Wu, Haoran Duan, Shanfei Fu, Rongbo Guo. Enhanced denitrification and fouling control in hydrogen-based membrane biofilm reactor using novel flat membrane module. Bioresource Technology 435 (2025) 132848.
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