桂林理工大学李海翔团队JCLP：膜生物膜反应器在碳减排中的应用——一种以废治废的策略

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a ）好氧甲烷氧化（ AOM ）：在氧气存在下，由好氧甲烷氧化菌催化甲烷氧化的过程；（ b ）厌氧甲烷氧化（ AnAOM ）：在无氧条件下，由厌氧甲烷氧化古菌（ ANME ，属于广古菌门）催化甲烷氧化的过程，其中氮（ N ）和硫（ S ）的循环途径尚未完全明确；（ c ） CH ₄ -MBfR 处理典型氧化性污染物的示意图。

通过梳理 CH ₄ 代谢途径及其在 MBfR 中的应用，揭示了 CH ₄ 作为电子供体在碳减排和污染物去除中的重要作用。好氧和厌氧 CH ₄ 氧化途径的研究为优化 MBfR 工艺提供了理论依据，同时强调了进一步探索氮和硫循环机制的重要性。 CH ₄ -MBfR 在处理氧化性污染物方面的潜力，为实现废水和废气的协同治理提供了新的技术路径。

图 2. （ a ）中国 CO ₂ 排放的词云图及主要贡献行业（ Gao 等， 2021 ）；（ b ） MBfRs 在 CO ₂ 减排中的几种途径； (c) 利用 CO ₂ 调节 pH 的途径； (d) MBfR 中同步脱氮与固碳的微生物代谢途径； (e) CO ₂ 资源化回收的应用。

全面总结了 MBfR 在 CO ₂ 减排、 pH 调节、同步脱氮与固碳以及 CO ₂ 资源化回收方面的多重作用。通过整合这些功能， MBfR 不仅能够有效减少温室气体排放，还能实现废水和废气的协同治理，为碳减排目标提供了技术支持。此外， CO ₂ 的资源化回收为工业排放管理提供了新的思路，推动了绿色低碳技术的发展。

图 3. MBfRs 同步去除烟气中典型污染物的微生物潜在反应：（ a ）电子供体反应（以氢气为例）；（ b ） CO ₂ 固定；（ c ） NOx 去除；（ d ） SOx 去除及典型重金属（ Hg ⁰ ）的生物固定。

图 3 展示了 MBfR 在同步去除烟气中多种污染物（ CO ₂ 、 NOx 、 SOx 和重金属）的微生物反应机制。通过利用 H ₂ 或其他电子供体， MBfR 不仅能够高效固定 CO ₂ ，还能去除 NOx 和 SOx ，并实现重金属的生物固定。这种多污染物协同处理的能力使 MBfR 在烟气治理领域具有显著优势，为工业废气管理提供了创新解决方案。此外， MBfR 的资源化回收特性进一步推动了绿色低碳技术的发展，为实现碳中和目标提供了重要技术支持。

小结

MBfR 能够高效利用 CH ₄ 和 CO ₂ 作为电子供体和碳源，实现较高的 CH ₄ 利用率，同时去除多种氧化性污染物，包括硝酸盐、高氯酸盐和硒酸盐。此外， MBfR 利用 CO ₂ 作为 pH 调节剂和微生物固定的碳源，从而促进碳固定和资源回收。理论分析和工艺比较表明，

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