環(huán)境學(xué)院胡洪營(yíng)教授研究組在污水再生處理反滲透膜生物污堵控制領(lǐng)域取得重要進(jìn)展

清華新聞網(wǎng)4月1日電 3月24日，清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院胡洪營(yíng)教授課題組在水環(huán)境領(lǐng)域頂級(jí)期刊《水研究》（Water Research）上發(fā)表了題為《氯消毒顯著加重污水再生處理反滲透膜生物污堵》（Chlorine disinfection significantly aggravated the biofouling of reverse osmosis membrane used for municipal wastewater reclamation）的研究論文。該成果顛覆了氯消毒預(yù)處理可控制反滲透膜（RO）生物污堵的傳統(tǒng)觀(guān)念，為RO工藝污堵控制提供了新思路和新視角。

氯消毒預(yù)處理可控制反滲透膜（RO）的生物污堵

RO膜的生物污堵是污水再生處理RO工藝高效、穩(wěn)定運(yùn)行面臨的突出難題。目前，主要通過(guò)消毒預(yù)處理削減RO系統(tǒng)進(jìn)水中的微生物量、在運(yùn)行中投加非氧化性抑菌劑等手段對(duì)其進(jìn)行控制。氯消毒是污水處理過(guò)程中最常用的微生物滅活手段。然而，該研究卻發(fā)現(xiàn)氯消毒雖然可有效滅活反滲透（RO）系統(tǒng)進(jìn)水中的微生物，但卻導(dǎo)致了更加嚴(yán)重的生物污堵。

在污水再生RO系統(tǒng)中，氯消毒預(yù)處理雖然有效降低了進(jìn)水微生物總量，但并不能完全殺滅進(jìn)水中的所有微生物。經(jīng)群落結(jié)構(gòu)分析，發(fā)現(xiàn)5和15 mg-Cl2/L消毒后剩余細(xì)菌中耐氯菌的豐度顯著升高，且其胞外多聚物（EPS）的分泌量顯著增大，EPS中大分子量物質(zhì)占比也顯著升高。在RO系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，高豐度的耐氯菌附著在膜表面，長(zhǎng)期運(yùn)行后形成厚度更厚、EPS含量更高、EPS分子量更大的污堵層，造成了更嚴(yán)重的膜污堵問(wèn)題。

該研究首次發(fā)現(xiàn)了污水再生處理RO系統(tǒng)中氯消毒加重膜污堵的現(xiàn)象，并從群落結(jié)構(gòu)角度，分析了消毒預(yù)處理對(duì)生物污堵的影響，深入解析了其內(nèi)在機(jī)理，從而顛覆了RO系統(tǒng)利用氯消毒預(yù)處理控制生物污堵的傳統(tǒng)理念，開(kāi)辟了從微生物群落結(jié)構(gòu)視角控制RO膜生物污堵的新領(lǐng)域。

清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院博士生王運(yùn)宏為文章第一作者，胡洪營(yíng)教授和巫寅虎副研究員為文章的共同通訊作者。

原文鏈接：

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0043135419301277

供稿：環(huán)境學(xué)院

編輯：李華山

審核：周襄楠