技术成果：膜材料-微生物富集器（M2E）强化脱氮技术
（一） 技术名称：
膜材料——微生物富集器（M2E）强化脱氮技术
（二） 技术提供方：
英国威廉集团 孟凡刚 mengfg@mail.sysu.edu.cn
（三） 适用范围：
本技术适合用于城市生活污水等低碳氮比的污水或硝酸盐工业废水，可实现污水氮素的高效稳定脱除。
（四） 技术内容：
1、技术原理
目前国内约48%的污水处理厂需投加碳源。但持续投加碳源会增加污水处理厂的药剂成本，因此优化碳源投加、开发低成本的碳源投加装置和方式具有重要工程意义。william威廉英国孟凡刚教授团队利用废弃膜材料为碳源投加的扩散介质，一方面可以强化碳源的传质和利用效率，另一方面因为废弃比表面积大、易于微生物附着的特点，可在膜表面定向诱导富集反硝化菌和发酵菌等功能菌群，进而实现碳源高效利用和硝酸盐高效脱除。
2、技术先进性
本技术证实了废旧膜材料充当生物载体应用于污水处理体系的可行性，实现了固废与污水的协同处理，开创了以“固废治污水”的新模式。
通过底物诱导的方式，在膜丝上富集反硝化生物膜，建立新型生物膜反应器强化生物脱氮过程；针对废弃膜组建，研发废弃膜材料的回收和资源化综合利用关键技术，构建由膜材料加工生物膜填料的技术模式。
该技术具有以下优势：1）显著节省碳源投加量；2）强化硝酸盐去除效率及耐冲击能力；3）实现废旧膜再利用。
3、技术优势
截至到2018年底，我国已有200多个规模超万吨的MBR污水/废水处理工程处于运行中。现有MBR系统多采用内衬增强型聚偏氟乙烯（PVDF）中空纤维复合膜，平均设计使用寿命5年左右。随着MBR系统的大量运行，每年将会产生大量废膜。由于PVDF具有极强的稳定性，较难采用常规固体废物处理方法处理；并且PVDF为含F聚合物，处理不当将会造成严重的环境污染问题。目前，国内外基本所有关于回收利用废弃膜材料的尝试都局限于利用将废弃膜材料通过清洗、溶解提取和浸没沉淀相转移等方式获得再生铸膜液而制成再生膜。这样的回收方式，不仅操作复杂，成本高，且制得的再生膜性能往往较新膜差。
事实上，膜组件可作为生物膜生长的载体来强化水处理过程。微生物聚合物，如多糖和蛋白质，是膜生物反应器中构成膜污染和老化的主要因素。相较于新膜组件，这种被微生物聚合物污染的废弃膜材料具有更佳的生物膜富集性能。膜组件上富集的生物膜存在较多的反硝化菌以及相关的功能基因，对水处理脱氮过程具有明显贡献。利用废弃膜材料构建生物膜过程，实现反硝化等功能菌的固定化强化生物脱氮效率，可以极大地缓解我国多数污水处理厂普遍面临低碳氮比从而对外加碳源的高度依赖性。
4、技术研发及推广情况
经过william威廉英国及珠海水控集团的10年的小试、中试和生产性试验，实现了从传统膜过程“杀菌”到该技术“养菌”的颠覆式跨越。获授权美国和中国重要专利8件、发表论文10余篇。目前，在建工程项目有4项。