柯艷春，李曉琳，劉 豹，，馬 浩，鄭 興，鄭沖祥

（1.航天凱天環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?，湖南 長沙 410100；2.西安理工大學(xué)水利水電學(xué)院，西北旱區(qū)生態(tài)水利國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西省節(jié)水與水回用技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，陜西 西安 710048）

隨著工業(yè)化進(jìn)程的加快和人民生活水平的提高，污水排放量不斷增加。據(jù)2020 年中國生態(tài)環(huán)境狀況公報(bào)報(bào)道，2020 年，我國污水排放總量為576.02 億m3，處理率可達(dá)97.08%。目前常用的污水處理方法有物理法、化學(xué)法和生物法，物理法和化學(xué)法是指通過過濾、沉淀、氣浮、離子交換、吸附、氧化還原等原理去除污水中污染物的方法，其中物理法主要用于污水的一級(jí)處理，化學(xué)法主要用于污水的三級(jí)處理。這些方法的優(yōu)點(diǎn)是去除污染物的效率較高，尤其是化學(xué)法用于化工廢水的處理效果顯著，但缺點(diǎn)是能耗高、成本大。目前污水處理以生物處理法為主，這種方法主要通過微生物的新陳代謝使污水得以凈化，常用于污水的二級(jí)處理。生物處理有活性污泥法和生物膜法，活性污泥法如氧化溝工藝〔1〕、A2/O〔2〕、SBR〔3〕、MBR〔4〕等均已被廣泛地應(yīng)用于污水處理廠；生物膜法是指微生物附著于某一載體表面，形成生物膜并通過自身的新陳代謝凈化污水，常用的工藝有生物濾池〔5〕、生物轉(zhuǎn)盤〔6〕、生物流化床〔7〕等。但近年來，污水處理的主流工藝——活性污泥工藝的缺點(diǎn)逐漸暴露，如其占地面積大、曝氣能耗高、處理效果受進(jìn)水水質(zhì)及環(huán)境因子的影響較大。隨著材料科學(xué)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，越來越多的新型材料被用于污水處理中。近年來研究人員將一種新型可透氣的膜材料和生物膜結(jié)合用于污水處理，這種技術(shù)被稱為膜曝氣生物反應(yīng)器（Membrane Aeration Bioreactor，MABR）技術(shù)，這種技術(shù)的應(yīng)用可以大大降低污水處理過程中的曝氣能耗。

1 膜曝氣生物反應(yīng)器技術(shù)

圖1 生物膜傳質(zhì)過程Fig.1 Mass transfer process in biofilm

1.1 MABR 技術(shù)原理

MABR 是一種將生物膜與曝氣膜材料進(jìn)行結(jié)合的污水處理技術(shù)，其反應(yīng)器的核心是膜組件和生物膜〔9〕。生物膜附著生長在膜材料的外側(cè)，氧氣從膜內(nèi)側(cè)向膜外側(cè)傳遞，為生物膜供氧，且氧氣壓力保持低于膜組件的泡點(diǎn)壓力，因此這種供氧方式也被稱為無泡曝氣〔10〕。膜組件內(nèi)的氧氣在壓差的驅(qū)動(dòng)下不斷進(jìn)入生物膜，同時(shí)生物膜與水中的污染物充分接觸，污染物在濃度差異和生物膜的吸收作用下進(jìn)入到生物膜內(nèi)部。由于氧氣和污染物進(jìn)入生物膜的方向完全相反，因此氧氣和污染物在生物膜內(nèi)部的濃度變化趨勢完全相反，依據(jù)氧氣和污染物濃度的不同，生物膜內(nèi)部出現(xiàn)了不同的分層結(jié)構(gòu)。在生物膜和曝氣膜接觸的區(qū)域氧氣濃度最高，屬于好氧區(qū)，-N 等小分子污染物和一部分有機(jī)碳進(jìn)入這個(gè)區(qū)域，有利于氨氮的氧化和硝化細(xì)菌的生長。在生物膜和污水的接觸區(qū)域?qū)儆趨捬鯀^(qū)，這一區(qū)域污染物濃度最高而氧氣濃度最低，有利于反硝化菌的生長和有機(jī)碳的去除。而這2 層的中間屬于兼氧區(qū)，有機(jī)碳的濃度和氧氣濃度均較高，有利于有機(jī)碳的去除。如此，好氧硝化和厭氧反硝化在一個(gè)反應(yīng)器里面進(jìn)行，被稱為同步硝化反硝化〔11〕。

1.2 膜材料

材料科學(xué)的發(fā)展對(duì)于MABR 技術(shù)的推廣至關(guān)重要，評(píng)價(jià)膜材料的指標(biāo)常有氣體傳質(zhì)阻力、泡點(diǎn)壓力及生物親和性。

MABR 技術(shù)最早于1978 年由美國的S. J. YEH等〔12〕提出。最初的膜材料為聚四氟乙烯纖維膜，其后又出現(xiàn)了聚偏氟乙烯膜、聚二甲基硅氧烷膜、表面改性聚乙烯膜、硅橡膠膜、聚胺酯中空纖維膜等〔13〕。根據(jù)膜孔的形式通?？梢詫⒛し譃槲⒖啄ず椭旅苣ぁＮ⒖啄な侵副砻婵讖皆?.01～0.2 μm 的膜，其膜材料主要為聚四氟乙烯和聚丙烯，因價(jià)格低廉、容易制備等優(yōu)點(diǎn)致使其在污水處理過程中得到了廣泛應(yīng)用。微孔膜中氧氣通過微孔向外擴(kuò)散，傳質(zhì)阻力較低，但是泡點(diǎn)壓力更低，其對(duì)氧氣不具有選擇透過性，且生物膜的形成過程中容易堵塞微孔進(jìn)而影響傳質(zhì)效果〔14〕。致密膜通常采用硅橡膠制成，對(duì)氧氣具有選擇透過性，氧氣的傳質(zhì)效果較好，泡點(diǎn)壓力較大，不容易被污染或堵塞，但其也存在一些缺點(diǎn)，如阻力較大，氧的傳輸效率較低，并且制備成本較高，這些都限制了其的大規(guī)模應(yīng)用。

針對(duì)微孔膜和致密膜的缺點(diǎn)，Zheng GONG等〔15〕在微孔膜上覆蓋了一層10 μm 厚的聚合物從而得到一種新型復(fù)合膜，采用這種膜材料成功實(shí)現(xiàn)了無泡曝氣，曝氣壓力可達(dá)到6.95×105Pa。同時(shí)所制備的復(fù)合膜上的聚合物還可以改變膜表面的生物親和性，使微生物更容易附著生長，有利于生物膜的形成。但復(fù)合膜的制備過程比較復(fù)雜，并不容易使復(fù)合材料均勻地覆蓋在微孔膜上面，另外長時(shí)間曝氣對(duì)涂層也不利，影響膜壽命。隨著材料科學(xué)的發(fā)展，越來越多的膜材料被用于污水處理中，表1 列出了部分膜材料及其在污水處理中的應(yīng)用。

表1 不同材料的MABR 膜及其在污水處理中的應(yīng)用Table 1 MABR membrane of different materials and their application in wastewater treatment

1.3 膜組件

根據(jù)形式的不同，可將膜組件分為中空纖維膜、中空管式膜、板框膜、柔性卷式膜等。中空纖維膜比表面積較大，微生物附著量更多，在同樣的水質(zhì)條件下用量更少，占地面積也較小。而管式膜、板框膜目前主要用于MABR 技術(shù)的機(jī)理研究，柔性卷式膜制作方便，污水處理效果好，目前也已在分散式污水處理中得到了一定的應(yīng)用。

根據(jù)氣流在膜內(nèi)流通方式的不同，膜組件可分為死端式和活端式。死端式是指氣體從膜組件的一端進(jìn)入，另一端被封死，氣體全部從膜的側(cè)面進(jìn)入水體，這種方式不會(huì)造成氣體的浪費(fèi)，如果以純氧曝氣，理論上可以達(dá)到100%的氧氣利用率，但這種方式氣體在傳遞的過程中壓力會(huì)逐漸降低，導(dǎo)致膜側(cè)壁上的壓力不一致，氣體向水中滲透的能力會(huì)降低，因此更適合純氧曝氣〔24〕?；疃耸绞侵笟怏w從膜組件一側(cè)進(jìn)入，從另一端逸出，通過調(diào)節(jié)曝氣設(shè)備的曝氣壓力和出口的閥門控制膜組件內(nèi)部的氣體壓力，這種方式可以有效避免氣體壓力不均勻的現(xiàn)象，但是會(huì)造成一定的氣體浪費(fèi)，因此更適合空氣曝氣。

2 MABR 生物膜

MABR 技術(shù)的成功應(yīng)用不僅需要生物膜成功地附著于載體，還要實(shí)現(xiàn)生物膜結(jié)構(gòu)及功能的分層，這樣才能更好地發(fā)揮生物膜的功能，實(shí)現(xiàn)污水凈化。

醫(yī)院消毒供應(yīng)室在進(jìn)行工作期間，如果未認(rèn)真進(jìn)行，則對(duì)于系列物品以及器械在進(jìn)行使用期間，會(huì)表現(xiàn)出系列風(fēng)險(xiǎn)，從而患者存在較高概率呈現(xiàn)出感染的情況，對(duì)患者身體健康產(chǎn)生的威脅尤為顯著，更為嚴(yán)重患者會(huì)呈現(xiàn)出死亡結(jié)局。對(duì)此確定有效方式展開消毒供應(yīng)室管理呈現(xiàn)出顯著價(jià)值[3] 。

2.1 MABR 生物膜結(jié)構(gòu)

采用傳統(tǒng)載體的生物膜氧氣和底物同向傳質(zhì)，因此在生物膜和污水的界面處氧氣、底物和電子供體濃度均最高，異養(yǎng)菌活性也最高，而好氧硝化菌則會(huì)富集在生物膜的內(nèi)側(cè)，但因內(nèi)側(cè)氧氣濃度逐漸降低，導(dǎo)致硝化菌活性不高〔25〕。這也導(dǎo)致在污水處理過程中，傳統(tǒng)生物膜對(duì)氨氮的氧化能力并不高。曝氣膜由于氧氣和底物異向傳質(zhì)，生物膜內(nèi)側(cè)氧氣濃度最高，生物膜外側(cè)底物濃度最高，氧氣及底物濃度在生物膜內(nèi)出現(xiàn)明顯的分層，因此生物膜從內(nèi)到外依次是好氧區(qū)、兼氧區(qū)、厭氧區(qū)。在生物膜內(nèi)側(cè)好氧區(qū)，氧氣濃度最高，底物濃度較低，硝化菌活性最高；在生物膜外側(cè)，厭氧環(huán)境導(dǎo)致反硝化菌活性最高；在生物膜中間層溶解氧和底物濃度相對(duì)居中，適合兼性菌的生長。MABR 生物膜特殊的分層結(jié)構(gòu)，可以保證硝化和反硝化反應(yīng)在同一個(gè)反應(yīng)器里面進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)同步硝化和反硝化〔26〕，并為短程硝化反硝化提供基礎(chǔ)。

2.2 MABR 生物膜微生物群落結(jié)構(gòu)

MABR 生物膜由各種微生物及其胞外聚合物所組成，這些微生物種類繁多，功能各異，在污水處理過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，但一直以來研究人員對(duì)于微生物的組成、多樣性及與運(yùn)行條件的相關(guān)性并不十分清楚。近些年，隨著分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展和成熟，出現(xiàn)了許多新的研究方法，使研究人員對(duì)MABR 微生物群落結(jié)構(gòu)的研究變得相對(duì)容易。J.H.WANG 等〔27〕利用聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)-變性梯度凝膠電泳技術(shù)（PCR-DGGE）、微電極技術(shù)、冷凍切片技術(shù)對(duì)MABR 中的硝化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌進(jìn)行定量分析，研究發(fā)現(xiàn)水流速度會(huì)影響硝化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌的空間分布，而且這2 種微生物會(huì)在生物膜的不同區(qū)域同時(shí)增殖。A.SCHRAMM等〔28〕采用熒光原位雜交技術(shù)（FISH）對(duì)MABR 中多種氨氧化細(xì)菌和亞硝酸鹽氧化菌進(jìn)行了標(biāo)記，發(fā)現(xiàn)在氧氣濃度和氨氮濃度較高的區(qū)域，硝化桿菌屬和亞硝化單胞菌屬是優(yōu)勢菌群，在硝化反應(yīng)中起主要作用；而在氧氣濃度較低的區(qū)域，硝化螺菌屬為優(yōu)勢菌群。A.TERADA等〔24〕發(fā)現(xiàn)在MABR 生物膜內(nèi)存在同步硝化反硝化作用，同時(shí)利用FISH 技術(shù)發(fā)現(xiàn)氨氧化菌主要存在于曝氣膜和生物膜接觸區(qū)域（生物膜內(nèi)層），而在生物膜外側(cè)并不存在。Hailong TIAN 等〔29〕利用高通量測序技術(shù)對(duì)MABR 生物膜進(jìn)行了功能分析，發(fā)現(xiàn)了功能菌群與運(yùn)行條件之間存在一定關(guān)系，并揭示了生物膜中古菌與細(xì)菌之間的演替規(guī)律。

以上研究充分表明現(xiàn)代分子技術(shù)是研究微生物功能的重要手段，且MABR 生物膜內(nèi)部的微生物群落結(jié)構(gòu)與生物膜功能的實(shí)現(xiàn)關(guān)系密切。為了更加深入地研究MABR 技術(shù)的污水凈化機(jī)理和微生物群落結(jié)構(gòu)、豐度對(duì)其的影響，應(yīng)該從更深入的層面入手，如采用宏基因組學(xué)技術(shù)可以為微生物內(nèi)的功能基因研究提供幫助，蛋白轉(zhuǎn)錄組學(xué)可以從基因的編碼和表達(dá)層面為生物膜內(nèi)微生物的變化提供更詳細(xì)的信息。

3 MABR 技術(shù)的應(yīng)用

MABR 技術(shù)具有無泡曝氣、氧氣和污染物異向傳質(zhì)的特點(diǎn)，對(duì)污水的處理性能高，運(yùn)行成本低，近些年來在消除河道黑臭水體及污水廠的提標(biāo)改造項(xiàng)目中均有應(yīng)用。

3.1 河道黑臭水體修復(fù)

河道黑臭水體的形成原因復(fù)雜，但最重要的一點(diǎn)就是水體缺氧，提高水體的溶解氧是水體生態(tài)修復(fù)的首要前提，曝氣是水體增氧的主要方式。傳統(tǒng)的曝氣方式會(huì)產(chǎn)生較大的氣泡，氧氣的利用率僅有20%左右，能量損耗大，而MABR 技術(shù)中氧氣以無泡曝氣的方式擴(kuò)散到水相中，氧氣傳遞效率理論可達(dá)100%，可大大節(jié)約曝氣能耗〔30〕。Mei LI 等〔31〕采用一體化兩級(jí)連續(xù)流MABR 裝置開展了河道黑臭水體治理研究，在最佳工況（溫度19 ℃，PH 8.0，回流比200%，HRT 15 h）條件下連續(xù)運(yùn)行40 d，水中COD、-N 的去除率分別可以達(dá)到87%、95%以上，出水TN 約為1.8 mg/L。楊玥等〔32〕將MABR 技術(shù)與微生物菌劑聯(lián)用，對(duì)小型河道黑臭水體進(jìn)行治理，系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行60 d，河道水體的氧化還原電位（ORP）、DO 及透明度分別上升57%、308%、157%，COD 和-N 分別降低71.4%和65.0%，河道水體黑臭現(xiàn)象基本消除，但在降雨徑流沖擊下河道水質(zhì)有所反復(fù)，7 d 后可恢復(fù)正常，與傳統(tǒng)供氧方式相比，該技術(shù)采用的供氧方式可以節(jié)約50%以上的曝氣能耗。李浩等〔33〕利用設(shè)計(jì)的水草式MABR 系統(tǒng)對(duì)天津某景觀河道進(jìn)行水體修復(fù)，通過連續(xù)5 個(gè)月的運(yùn)行與監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)不但有效提高了河道水體的自凈能力，而且使水體TP、COD、-N 等指標(biāo)由《地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3538—2002）劣Ⅴ類提升至Ⅲ類，TN 提升至Ⅳ類。李保安等〔34〕利用MABR 技術(shù)治理受污染的河道水體，結(jié)果表明，MABR 技術(shù)可以對(duì)河道內(nèi)水體污染物進(jìn)行充分降解，有效提高了河道的水質(zhì)。

以上研究成果表明，MABR 技術(shù)已經(jīng)成功用于河道受污染水體的修復(fù)中，并在未來我國河道黑臭水體治理技術(shù)的研究應(yīng)用中具有一定的推廣價(jià)值。

3.2 生活污水處理

近些年來，隨著生活污水排放標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，傳統(tǒng)污水處理工藝面臨提標(biāo)改造，MABR 技術(shù)因其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)在市政污水處理中得到了廣泛的研究。孫治治等〔18〕建立了A2/O 耦合MABR 的中試系統(tǒng)，當(dāng)進(jìn) 水COD、-N、TN 分 別 為（220±86.0）、（30.3±8.3）、（44.9±12.6）mg/L 時(shí)，經(jīng)過該系統(tǒng)的處理，出水COD、-N、TN 分 別 可 以 達(dá) 到（22.4±7.4）、（0.3±0.1）、（13.2±1.4）mg/L，滿足市政出水一級(jí)A 標(biāo)準(zhǔn)，且運(yùn)行過程中不需要外加碳源，運(yùn)行成本低于傳統(tǒng)污水廠系統(tǒng)；微生物測試結(jié)果表明系統(tǒng)內(nèi)含有豐富的硝化和反硝化細(xì)菌。魏愛書等〔35〕將MABR 技術(shù)用于循環(huán)活性污泥（CAST）污水處理工藝改造中，改造后出水COD、-N、TN、TP 可分別達(dá)到3、11、0.9、35 mg/L，平均去除率分別為90%、92%、83%、88%，滿足市政出水一級(jí)A 標(biāo)準(zhǔn)，并在一定程度上降低了系統(tǒng)運(yùn)行能耗；該技術(shù)用于CAST 工藝中，改造工期短，后期運(yùn)行成本也較低，但是系統(tǒng)抗沖擊能力較差。陳文華等〔36〕將MABR 技術(shù)用于農(nóng)村污水處理，系統(tǒng)研究了處理過程中污水COD、-N、TN 等的變化規(guī)律，結(jié)果表明，經(jīng)MABR 處理后出水水質(zhì)可穩(wěn)定達(dá)到GB 18918—2012 一級(jí)A 排放標(biāo)準(zhǔn)，且系統(tǒng)具有較好的抗氨氮和抗COD 沖擊性能，此外，MABR 技術(shù)的同步硝化反硝化過程減少了處理過程中堿度的消耗，提高了污水處理效率。M. J. SEMMENS 等〔37〕分別利用MABR 和傳統(tǒng)活性污泥法處理市政污水，相同條件下MABR 工藝可以節(jié)約75%的能耗。

通過以上研究可以看出，MABR 技術(shù)在市政污水提標(biāo)改造和農(nóng)村分散式污水處理中具有很大優(yōu)勢，不但可以耦合其他污水處理工藝使處理后出水達(dá)標(biāo)排放，而且在節(jié)省處理能耗和提高處理效率方面有較大潛力。

3.3 工業(yè)廢水處理

隨著我國工業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程的不斷加快，工業(yè)廢水的排放量逐漸提高，其成分復(fù)雜，處理難度增加，因此眾多研究者將MABR 技術(shù)用于工業(yè)廢水的處理中 以 期 提 高 其 處 理 效 果。A. CHAVAN 等〔38〕采 用MABR 技術(shù)處理含苯酚、水楊酸鈉的模擬工業(yè)廢水，探究了在不同工況條件下該技術(shù)對(duì)苯酚及水楊酸鈉的去除情況，結(jié)果表明，在pH 接近中性、水溫為30 ℃條件下，該技術(shù)對(duì)苯酚及水楊酸鈉的去除率均接 近100%。Xin WEI 等〔19〕采 用MABR 技 術(shù) 耦 合 水解酸化與活性炭吸附等工藝對(duì)含有高-N 和高COD 的制藥廢水進(jìn)行處理，結(jié)果表明，該耦合系統(tǒng)出水中-N 和COD 的去除率可分別達(dá)到98%和90%以上，且出水濁度、色度均顯著降低。Y. S. LAI等〔39〕采用MABR 技術(shù)處理含高濃度季胺類化合物的污水，發(fā)現(xiàn)其處理效果顯著，通過對(duì)生物膜中抗性基因（ARGs）進(jìn)行定量分析發(fā)現(xiàn)生物膜中的ARGs在處理過程中起主要作用。Meichao LAN 等〔40〕采用多級(jí)MABR 處理單元處理煤化工反滲透濃縮液，結(jié)果表明，該處理方法對(duì)COD 和-N 的去除率可以分別達(dá)到81%和92%，并且在反應(yīng)器內(nèi)發(fā)現(xiàn)了同步硝化和反硝化現(xiàn)象。胡亮等〔41〕采用MABR 技術(shù)與氣浮/絮凝工藝對(duì)采油廢水進(jìn)行處理，結(jié)果表明廢水中的石油、COD 和-N 均被有效去除。

4 MABR 技術(shù)的不足

通過以上研究可知，目前對(duì)于MABR 技術(shù)的研究已出現(xiàn)在污水處理的各領(lǐng)域，但其基本都還處于實(shí)驗(yàn)室和中試研究階段，并沒有大規(guī)模的應(yīng)用，這主要是因?yàn)镸ABR 技術(shù)仍存在以下許多不足：

（1）雖然MABR 具有的無泡曝氣的特點(diǎn)可以提高氧氣利用率，但是也可能造成膜內(nèi)氧氣壓力分布不均勻，尤其是對(duì)于低流速河道黑臭水體的處理會(huì)存在供氧能力不足的現(xiàn)象，影響處理效果〔42〕。

（2）MABR 反應(yīng)器的形態(tài)、膜組件的形式和數(shù)量的變化會(huì)對(duì)處理效果產(chǎn)生影響，但當(dāng)前對(duì)于此方面的研究還不夠深入。

（3）雖然MABR 技術(shù)在眾多中試階段均取得了較好的效果，但是當(dāng)進(jìn)水水質(zhì)發(fā)生突變時(shí)MABR 工藝的抗沖擊能力不強(qiáng)，恢復(fù)時(shí)間較長〔32〕。

（4）MABR 系統(tǒng)在生活污水處理中的應(yīng)用大多會(huì)耦合活性污泥工藝，活性污泥受溫度等各種工況影響較大，尤其是低溫條件下活性污泥反硝化活性降低，導(dǎo)致出水TN 不達(dá)標(biāo)。此外對(duì)于MABR 技術(shù)在耦合工藝中對(duì)污染物去除的貢獻(xiàn)率還缺少系統(tǒng)的研究。

（5）雖然目前已有多級(jí)MABR 工藝用于生活污水的處理，但是該工藝所需膜材料較多，造成技術(shù)成本較高。

（6）由于在MABR 系統(tǒng)內(nèi)會(huì)發(fā)生短程硝化反硝化，作為短程硝化反硝化中間產(chǎn)物的亞硝態(tài)氮，其還原產(chǎn)物中含有部分N2O，N2O 的溫室效應(yīng)是CO2的144 倍，而目前對(duì)于減少M(fèi)ABR 系統(tǒng)中N2O 的產(chǎn)生量還沒有系統(tǒng)的研究〔43〕。

（7）工業(yè)廢水的復(fù)雜性和毒性也給MABR 工藝在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用帶來了挑戰(zhàn)，工業(yè)廢水的毒性可以使曝氣膜上的生物膜活性受到抑制，進(jìn)而影響整個(gè)系統(tǒng)的處理效果。

5 展望

MABR 系統(tǒng)的眾多優(yōu)點(diǎn)使其在未來污水處理行業(yè)具有廣闊的應(yīng)用前景，但其也面臨著許多挑戰(zhàn)。為解決其在前期的研究和應(yīng)用過程中暴露出的眾多問題，未來研究人員應(yīng)在以下方面開展進(jìn)一步研究：

（1）加強(qiáng)新型膜材料的研發(fā)以及在現(xiàn)有基礎(chǔ)上的對(duì)膜材料的改性研究，使其更適合微生物生長，更有利于膜內(nèi)氧氣壓力的平衡，并進(jìn)一步降低其制備成本。

（2）加強(qiáng)MABR 反應(yīng)器形態(tài)的研究，使系統(tǒng)水力條件達(dá)到更優(yōu)；優(yōu)化膜組件形式，提高膜比表面積，建立水質(zhì)指標(biāo)與膜組件數(shù)量之間的定量關(guān)系。

（3）加強(qiáng)不同工況條件下MABR 工藝的脫氮除碳機(jī)理研究，建立進(jìn)水水質(zhì)、工況、出水水質(zhì)之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系。

（4）利用現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)對(duì)生物膜的形成過程進(jìn)行研究，同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)氧氣和底物異向傳質(zhì)過程的系統(tǒng)研究，建立理論基礎(chǔ)，為系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供支持。

（5）在MABR 對(duì)工業(yè)廢水的處理中，應(yīng)對(duì)生物膜中抗性基因的形成進(jìn)行系統(tǒng)完善的研究，為未來MABR技術(shù)用于小規(guī)模工業(yè)廢水處理提供理論基礎(chǔ)。