MBR中膜污染表征手段的研究进展

陈鹏,张绍青,张立秋,陈思宇,李淑更

Research progress on characterization of membrane fouling in membrane bioreactors

Peng Chen,Shaoqing Zhang,Liqiu Zhang,Siyu Chen,Shugeng Li

表1 不同膜污染物的表征手段比较

Table 1 Comparison of characterization methods of different membrane foulants

项目 测定范围 优点 局限 文献 结构层可视化 SEM 污染层结构形态 高分辨率图像 预处理复杂 〔58〕 ESEM 污染层结构形态 高分辨率、直接观测 需要不同染色方案提高解析度 〔12〕 CLSM 污染物空间分布、孔隙率等 实时监测区分、定向检测污染物 荧光染色成本较高，分辨率较低、观测深度有限 〔2, 13〕 MFM 污染层演变过程 分辨率高、观测深度增加、样品损伤较低 测定时间较长 〔17〕 AFM 污染层三维图形、污染物与膜间力分布 污染层定量分析、预处理简便 结果受探针影响 〔18〕 有机物表征 UV-Vis 膜污染物质结构变化 膜污染过程污染物质分子质量变化信息 测定浓度有限，样品可溶且需要稀释 〔2〕 EEM 具有荧光特性的多种有机物质 定性分析有机物质、对样品无损 多糖无法监测 〔27〕-〔28〕 FTIR 污染物质官能团结构信息 定性分析有机物不同化学组分 样品需要干燥处理 〔17, 19〕 XPS/NMR 表征污染层中有机物质 检测有机物平均含量 无法显微观测污染层结构、预处理复杂 〔34〕 GPC 有机物分子质量分布和大小 提供分子质量分布、找出关键污染因素 依赖检测器进行分析 〔35〕 LC-OCD 有机物分子质量分布和大小 连续监测有机物分子质量分布 费用较GPC昂贵 〔37〕 无机物表征 ICP 无机物质表征 定量分析 潮解性样品 〔59〕 SEM 污染层中无机物结构形态 高分辨率图像 预处理复杂 〔12〕 XPS 污染层中无机物质 检测无机物平均含量 无法显微观测污染层结构、预处理复杂 〔34〕 SEM-EDX 无机物质表征 监测并成像污染物质化学组分 表层污染分析 〔40〕 生物群落表征 FISH 微生物相对丰度 定量分析 分析耗时且需要荧光染色 〔42〕 CRM 通过拉曼光谱检测微生物 无损生物膜 缺乏微生物光谱数据 〔43〕 16SrRNA 微生物群落组成 分析简单、价格相对较低 只针对微生物群落组成、不能了解其代谢与功能 〔9〕 宏基因组学 微生物全部遗传信息 了解目标群体的代谢与功能 分析处理复杂耗时且价格较高 〔51〕 蛋白质组学 微生物群落中的蛋白质 研究重要蛋白质的表达与功能 分析处理复杂耗时且价格较高 〔54〕