近日，环境学院梁帅教授课题组的研究论文“Mild Tuning of Microbial Habitat via Titanium-Based Pre-Coagulation Mitigates Reverse Osmosis Membrane Fouling”在环境领域顶级期刊《Environmental Science & Technology》上发表。论文揭示了基于钛基预混凝调控反渗透（RO）系统进水中微生物生境，进而显著缓解膜污染的作用机制，为多膜集成水处理系统的可持续运行提供了创新性解决方案。

全球水资源危机与工业化的加速推进，使RO技术成为水回用与零液体排放体系的核心支柱。然而，膜污染问题始终是制约其发展的关键瓶颈——膜表面有机物、无机盐与微生物的复合沉积不仅导致产水通量骤降、出水水质恶化，更因频繁的膜清洗与更换推高运行成本。如何协同提升RO膜性能、延长膜寿命并维持系统稳定性，已成为水处理领域可持续发展的核心挑战。

该研究提出一种基于钛基预混凝的微生物生境调控策略（图1），系统探究了Ti(SO4)2对脱硫废水预处理及后续RO膜污染动的影响机制。研究发现，钛基预混凝通过营造酸性环境、平衡有机-无机沉积比例，并塑造具有高生态多样性的微生物群落，显著延缓了膜污染进程。与传统Al基混凝相比，钛基预混凝组RO膜在20天运行中通量保持率提升15.16%，且微生物分析表明其有效抑制了EPS分泌菌（如Sphingopyxis）的增殖，同时促进耐酸低EPS菌属（如Terrimonas和Paenarthrobacter）的富集。

这一成果阐明了钛基预混凝调控微生物生态以缓解膜污染的科学原理，为工业废水处理中RO系统的长效稳定运行提供了可行的技术路径，对推动水处理行业的绿色发展具有重要意义。

图1 (A) 钛基（Ti）预混凝策略示意图：通过策略性调控微生物栖息环境实现反渗透（RO）膜污染缓解。(B–D) 混凝剂投加量对溶液化学性质的影响对比分析：（B）溶液pH值，（C）悬浮物（SS）去除率，（D）残留金属浓度。

论文第一作者为环境学院硕士毕业生高若楠和清华大学黄霞教授团队博士研究生丁昊杰，梁帅教授为唯一通讯作者，北京林业大学为论文第一完成单位，论文合作单位包括清华大学、北京碧水源膜科技有限公司。

该项工作得到国家自然科学基金面上项目（52170022）、北京市自然科学基金面上项目（8252031）和华能集团总部科技项目基础能源科技研究专项(三)（HNKJ22-H105）资助。

文章链接：https://doi.org/10.1021/acs.est.5c03970