氫型膜生物膜反應(yīng)器（H₂-MBfR）是一種高效實(shí)現(xiàn)廢水自養(yǎng)脫氮的先進(jìn)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?dú)�，具有低碳排、高選擇性的優(yōu)勢(shì)。然而，長(zhǎng)期運(yùn)行中的膜污染問(wèn)題嚴(yán)重制約了反應(yīng)器的穩(wěn)定運(yùn)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(diǎn)和難點(diǎn)。

近日，中國(guó)科學(xué)院青島生物能源與過(guò)程研究所生物燃?xì)馀c環(huán)境工程中心開(kāi)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(yùn)行性能，為實(shí)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(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)地評(píng)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(yùn)行一周后即出現(xiàn)膜污染，而新型復(fù)合膜組件無(wú)污染運(yùn)行周期可提升8倍以上。在低溫和高負(fù)荷等不利條件下，該系統(tǒng)仍穩(wěn)定運(yùn)行且無(wú)亞硝酸鹽積累。

微生物群落分析表明，隨著運(yùn)行時(shí)間延長(zhǎng)，系統(tǒng)中反硝化功能菌逐漸成為優(yōu)勢(shì)菌群，豐度最高達(dá)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(dá)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(jí)出水后硝酸鹽的穩(wěn)定去除提供了切實(shí)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(jí)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(guó)家資助博士后研究人員計(jì)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.