01 前 言
厌氧膜生物反应器（AnMBR)以其容积负荷高，占地面积小的优势，在污水处理行业应用越来越多。厌氧膜生物反应器相较于传统的厌氧反应器具有更高的产甲烷效率，使得传统污水处理厂由能源消耗工厂转变为能源生产工厂。在新能源生产利用成为世界范围内的主要能源生产利用方式的趋势下，更高效甲烷生产和利用的污水处理厂也成为新能源利用在环保行业的主要场景。
02 AnMBR工艺特点及优势
厌氧膜生物反应器（Anaerobic membrane bioreactor，简称AnMBR）是将膜分离技术与厌氧生物处理技术相耦合的一种新型水处理技术。AnMBR工艺使得水力停留时间和污泥停留时间相分离，从而获得更高的容积负荷和厌氧反应器内更高的污泥浓度。由于具有更高的容积负荷，其甲烷产生率相较于传统的厌氧反应器更高。同时厌氧反应器内具有更高的容积负荷，使得AnMBR的COD去除率比传统的厌氧反应器更高。AnMBR可以处理更高污染负荷的有机废水，废水中的COD浓度处理上限可以在20000mg/L之上。相比于传统的厌氧反应器UASB等，AnMBR工艺中的污泥不需要培养成厌氧颗粒污泥，从而大大减少了厌氧反应器系统的启动时间。
厌氧膜生物反应器是由厌氧反应器和膜过滤系统组合而成。厌氧膜反应器膜组件处理单元主要有两种方式，一种为外置式膜反应器，外置式膜组件主要以浸没式膜为主要形式，其膜组件主要采用中空纤维帘式膜和平板膜为主要设备形式。外置式膜组件的另外一种形式是管式膜组件（如图1左侧示例），主要依靠大压力水力反冲洗为主要的膜物理清洗手段。另一种为内置式膜组件反应器(如图1中间示例），在厌氧反应器的内部安装膜组件，膜组件的形式主要以中空纤维帘式膜和平板膜为主（如图1右侧示例）。通过膜组件的截留作用把厌氧反应器的污泥浓度提高，并由厌氧反应器膜组件的产水泵出水。相较于内置式，外置式膜组件反应器更不易于膜污染的积累，因而其也是作为主流厌氧膜反应器的设备形式。
03 AnMBR在污水处理行业中面临推广难题
现有的AnMBR系统在污水处理行业推广中存在2个主要的难题：其一为溶解性甲烷的存在；其二为膜污染的发生。甲烷在25度以下以液体形态存在于厌氧反应器中，从而大大减少了甲烷气体的生成量和使用量。传统的厌氧反应器在不做内部加温的情况下，秋冬季节使用时很难保证厌氧反应器内部的温度在25度以上。从而产生厌氧系统COD去除率不高，同时气体甲烷产生量极小的情况 发生，大大的制约了厌氧系统的甲烷生成量。另外，膜组件在运行过程中存在膜污染发生的情况，这严重影响了膜系统的运行时间和运行寿命。现有的膜系统在膜污染减缓措施的使用下，可以有效的降低膜污染的发生情况和频率，从而延长了膜系统运行时间和运行寿命。
3.1膜污染的减缓措施
膜污染的减缓措施主要为沼气喷射技术、颗粒活性炭循环、臭氧曝气措施和超声波物理振动。沼气喷射技术主要利用厌氧反应器中产生的甲烷循环利用，通过空气泵打入到膜池系统的曝气装置中，沼气喷射后产生气泡进行膜表面的物理冲刷。颗粒活性炭流化床使用微小粒径的颗粒活性炭，通过循环泵产生的水流带动活性碳颗粒冲刷膜表面的污染物沉积层。同时颗粒活性炭表面的孔隙吸附厌氧污泥后，形成更大的厌氧颗粒团，利于厌氧系统COD的去除。臭氧曝气系统通过臭氧发生器产生的臭氧，利用膜池中的曝气系统的喷射冲刷膜表面的沉积层。同时，臭氧的氧化有利减少厌氧系统中COD等污染物浓度和膜表面沉积层的硬性沉积物。超声波物理清洗技术利用超声波发生器中产生的超声波对膜组件表面的沉积层进行物理振动，从而减少膜组件的表面膜污染的发生情况。
3.2溶解性甲烷减少措施
针对溶解性甲烷存在于厌氧反应器中使得气体性甲烷减少的情况，采用在厌氧反应器中增加加温措施的办法把厌氧反应器的内部运行温度提高到25度以上，从而使厌氧反应器中溶解性甲烷析出成为气体甲烷。再经过甲烷脱水脱硫装置的纯化，利用沼气焚烧和发电装置进行能源生产。
结束语
04 厌氧膜生物反应器工艺在处理高浓度有机废水工程实践中使用情况逐年增加，证明该工艺的优势在污水处理行业中的得到体现。随着厌氧膜生物反应器在膜污染减缓和消除技术方面的改进提高，AnMBR技术未来在污水处理行业中的使用前景将更为广阔。
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