Barnes等采用銅綠假單胞菌（PAO1）模擬膜污染微生物，探究NO供體化合物的投加在減緩膜污染方面的機理。研究發(fā)現(xiàn)，在三種供體化合物中MAHMA-NONOate是最佳的NO供體化合物，低濃度的MAHMA-NONOate 能夠有效抑制單種、多種混合微生物的膜污染。同時，還指出生物膜的擴散與細菌和EPS的減少緊密相關。Oh等探究了半衰期較長的NO供體化合物（DETA-NONOate）的投加對膜表面細菌群落和生物膜擴散的影響。研究表明，在不降低過濾性能的前提下，投加DETA-NONOate可以減緩TMP的增長速率。此外，對膜表面細菌群落特征的鑒定結(jié)果表明，DETA-NONOate的投加對生物膜細菌群落沒有選擇性偏差。

以上研究表明，NO誘導法不僅可以有效減緩MBR中生物膜的生長，其在微生物群落結(jié)構(gòu)的優(yōu)化方面也具有重要作用。與能量解偶聯(lián)相比，NO誘導法在有效減緩膜污染的同時，不會對微生物產(chǎn)生毒害效應，不會影響整個MBR系統(tǒng)的處理效能；但NO誘導法目前仍停留在實驗室研究階段，需要更多的理論和實踐支撐其實際運用。

1.5 D-氨基酸(DAA)抑制法

DAA抑制法是通過DAA改變肽聚糖層的結(jié)構(gòu)以及干擾蛋白質(zhì)的合成，從而抑制MBR中生物膜的生長。DAA能夠被各種細菌合成和釋放，且自身親水性較強，難以被細菌降解，因此使用DAA減緩膜污染是一種多來源、低成本的生物方法。Hochbaum等對膜表面生物膜的形成以及DAA對生物膜的作用機理進行了研究，指出膜表面生物膜的形成大致可分為兩個階段，即生物膜最初小部分聚集附著在膜表面，隨后逐漸成長為大型聚集體，形成生物膜；投加DAA對膜污染的減緩作用不是通過阻止最初微生物細胞的表面附著，而是抑制了后階段生物膜中蛋白質(zhì)組分的積累。該研究不僅說明DAA的投加能有效防止生物膜的生長，還表明在膜表面微生物附著的后一階段投加DAA效果更好。

Wang等探究了不同種類的DAA減緩膜生物污染的作用機制是否存在差異性。研究表明，三種DAA均能通過抑制革蘭氏陽性菌（G+）和革蘭氏陰性菌（G-）細菌的吸附，降低聚醚砜膜上的胞外多糖和蛋白質(zhì)含量來減緩膜生物污染。這表明上述不同種類的DAA減緩膜生物污染的機理大致相同。然而，單獨使用DAA抑制法減緩膜生物污染存在著DAA的不穩(wěn)定、控制效率低等問題。Guo等將DAA固定到由多巴胺改性的埃洛石納米管上制備了一種新型納米復合材料，并利用該材料制備了一種改性膜。該納米復合材料改性膜不僅保證了DAA的活性穩(wěn)定，提高了膜的長期抗生物污染能力，還具有較好的過濾和機械性能。因此，固定化技術是一種較好的維持DAA穩(wěn)定性的途徑。

DAA是一種低成本、環(huán)境友好的抑制劑，但是存在不穩(wěn)定的問題。此外，目前關于DAA減緩MBR膜污染的相關研究較少，DAA復雜的作用機制及其濃度對微生物和MBR運行效能的影響等問題還需要不斷探索和解決。

1.6 裂解與捕食法

① 噬菌體裂解法

近年來，噬菌體裂解法在膜污染減緩方面的應用受到了廣泛關注。該法通過噬菌體特異性識別、感染和裂解細菌，從而使生物膜不斷分解。Bhattacharjee等從某污水廠中分離出一種溶菌噬菌體，并將其投加至MBR系統(tǒng)中。在投加該溶菌噬菌體后，膜上大量的生物膜開始分解消失，最終膜通量恢復到原來的78%。該項研究雖然表現(xiàn)出噬菌體在減緩膜生物污染方面的巨大潛力，但在細菌和噬菌體的長久對抗過程中，某些細菌可能會對特定的噬菌體免疫，單種噬菌體也許不能取得理想的膜污染減緩效果。

噬菌體雞尾酒（Pyophage cocktail）技術是一種基于噬菌體控制膜生物污染的新方法，其本質(zhì)是選用不同種類的噬菌體共同去除污染膜上的微生物。Aydin等采用MBR處理含紅霉素、四環(huán)素和磺胺甲惡唑等高濃度制藥廢水，并探究Pyophage cocktail技術對膜污染的減緩效果。研究發(fā)現(xiàn)，反應器運行22 d后，與對照MBR相比，采用Pyophage cocktail技術的MBR的TMP顯著降低了18.4 kPa。另外，微生物分析結(jié)果也表明Pyophage cocktail的生物強化作用對生物膜的分解具有積極的影響。

Pyophage cocktail技術解決了單種類噬菌體可能被細菌免疫的問題，在減緩膜污染方面為噬菌體裂解法提供了一條新的途徑。目前，噬菌體裂解法的研究還處于探索階段，噬菌體的投加量對MBR運行的影響及噬菌體的回收利用等問題需進一步探索。

② 原生、后生動物捕食法

大多數(shù)的物理法和化學法減緩膜污染都是從防止生物膜附著在膜表面或使生物膜從膜表面脫離這兩個角度來考慮的，但是利用原生動物和后生動物捕食法減緩膜污染，不僅可以保留膜表面的生物膜，還可以提高膜的滲透性。Derlon等發(fā)現(xiàn)在沒有生物捕食的情況下，膜表面會形成致密扁平的生物膜，大幅降低膜通量。生物的捕食會改變膜上生物膜的結(jié)構(gòu)，提高膜通量。在捕食動物存在的情況下，反應器膜通量約為10L/（m2·h），而在沒有捕食的情況下監(jiān)測到的膜通量僅為5L/（m2·h）。

近年來，有關原生、后生動物中蠕蟲減緩MBR膜污染的報道越來越多，蠕蟲可通過捕食作用吞食微生物，減少回流污泥產(chǎn)量，進而減緩膜污染。Liu等研究了MBR與蠕蟲反應器（SSBWR）組合工藝對膜污染的減緩效果，結(jié)果表明，SSBWR-MBR延緩了TMP的增長。Li等建立了一種厭氧-缺氧-好氧膜生物反應器（A2O-MBR）和蠕蟲反應器（WR）的組合工藝，并對膜污染減緩效果進行了研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在該組合工藝中，WR中的微好氧處理和捕食的相互作用使得膜過濾周期延長了66.7%。此外，高通量測序分析結(jié)果表明聯(lián)合工藝中濾餅層的微生物群落更加均勻。由此可見，A2O-MBR和WR的組合工藝具有較好的膜污染減緩效果。

噬菌體裂解法與原生、后生動物捕食法都能通過減少生物膜上的細菌數(shù)量和優(yōu)化微生物的群落結(jié)構(gòu)來減緩膜污染，但噬菌體、原生和后生動物投加量過多會導致MBR中細菌數(shù)量大量減少，影響MBR的處理效能；并且相比于其他生物法（QQ、生物酶法、能量解偶聯(lián)等），單獨使用噬菌體或者原生、后生動物減緩膜污染的效率較低，回收利用也相對困難；但噬菌體裂解法與原生、后生動物捕食法無需投加化學物質(zhì)、處理成本低、副產(chǎn)物少，且不產(chǎn)生二次污染，在膜污染減緩方面潛力較大。

編輯：趙凡