A review of the current in-situ fouling control strategies in MBR: Biological versus physicochemical

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Fouling in membrane bioreactors (MBR) is a bottleneck problem limiting their application. In-situfouling control strategies have been continuously developed for decades, and can be mainlycategorized as biological and physicochemical approaches. However, the mechanisms and performanceof these methods as well as their application prospects have not been thoroughly discussed andcompared in a systematic manner. This study was aimed at providing a detailed review on the variousin-situ biological and physicochemical methods in terms of fouling control performance, foulingreduction mechanisms and practicability. This involves a comparison of the popular biological controlstrategies including quorum quenching (QQ)) and physicochemical approaches such as NaClObackflushing, hybrid electrochemical MBR and anti-biofouling membrane development, with theanalysis of their potential, existing issues and practicality in full-scale applications. Future work is alsorecommended for developing more sustainable and more widely applicable MBR fouling controlstrategies.

참고문헌 (Reference)

1 M. A. Shannon, 452 : 301-, 2008

2 A. Drews, 363 : 1-, 2010

3 P. Le-Clech, 284 : 17-, 2006

4 F. G. Meng, 114 : 151-, 2017

5 S. P. Hong, 143 : 219-, 2002

6 J. Zhang, 389 : 122138-, 2020

7 F. Meng, 43 : 1489-, 2009

8 B. -K. Hwang, 42 : 3963-, 2008

9 S. Nataraj, 308 : 152-, 2008

10 Z. Wang, 43 : 2504-, 2009

11 J. S. Baker, 118 : 81-, 1998

12 C. Brepols, 57 : 457-, 2008

13 H. Wang, 171 : 115390-, 2020

14 S. Bae, 11 : 100523-, 2020

15 L. Malaeb, 47 : 5447-, 2013

16 H. S. Oh, 554 : 331-, 2018

17 S. Lee, 50 : 1788-, 2016

18 K. Lee, 270 : 656-, 2018

19 N. Bouayed, 6 : 2016

20 I. D. Kampouris, 143 : 56-, 2018

21 H. Lade, 2014 : 162584-, 2014

22 A. Sepehri, 128 : 10-, 2018

23 H. C. Flemming, 59 : 629-, 2002

24 H. Lin, 460 : 110-, 2014

25 Y. Shi, 180 : 396-, 2017

26 H.C. Flemming, 81-, 2011

27 A. Giwa, 370 : 172-, 2019

28 H. -S. Oh, 554 : 331-, 2018

29 H. Lade, 15 : 2255-, 2014

30 M. Aslam, 206 : 297-, 2018

31 M. J. Kim, 375 : 345-, 2011

32 M. Bagheri, 258 : 318-, 2018

33 L. G. Shen, 269 : 328-, 2015

34 M. J. Zhang, 525 : 320-, 2017

35 M. Zhang, 129 : 337-, 2018

36 J. Teng, 257 : 39-, 2018

37 K. M. Yeon, 43 : 380-, 2009

38 R. Khan, 6 : 28895-, 2016

39 H. Lade, 10 : 550-, 2014

40 Y. Deng, 111 : 160-, 2011

41 E. C. Pesci, 96 : 11229-, 1999

42 B. A. Lazazzera, 6 : 288-, 1998

43 P. Greguš, 53 : 674-, 2010

44 J. Lee, 592 : 117365-, 2019

45 W. R. J. D. Galloway, 111 : 28-, 2011

46 M. Whiteley, 551 : 313-, 2017

47 M. M. Marketon, 184 : 5686-, 2002

48 A. A. Dandekar, 338 : 264-, 2012

49 P. Zhu, 19 : 174-, 2012

50 S. Mukherjee, 17 : 371-, 2019

51 S. T. Miller, 15 : 677-, 2004

52 Y. H. Dong, 97 : 3526-, 2000

53 Y. H. Lin, 47 : 849-, 2003

54 S. Uroz, 151 : 3313-, 2005

55 K. Zhang, 22 : 6050-, 2015

56 K. -M. Yeon, 43 : 7403-, 2009

57 B. Lee, 15 : 1153-, 2014

58 J. -H. Kim, 45 : 1601-1607, 2011

59 T. H. Kim, 554 : 357-, 2018

60 G. Chong, 5 : 621-, 2012

61 S. -R. Kim, 473 : 109-, 2015

62 S. Lee, 50 : 1788-, 2016

63 S. H. Lee, 50 : 8596-, 2016

64 H. -S. Oh, 46 : 4877-, 2012

65 S. -Y. Ham, 258 : 220-, 2018

66 J. Kaur, 134 : 68-, 2018

67 W. -S. Cheong, 52 : 10554-, 2013

68 K. Lee, 52 : 6237-, 2018

69 K. Lee, 50 : 10914-, 2016

70 B. Y. Gul, 78 : 358-, 2018

71 J. Liu, 315 : 2020

72 S. S. A. Shah, 308 : 7-, 2020

73 H. Yu, 113 : 2624-, 2016

74 W. Jiang, 47 : 187-196, 2013

75 S. -R. Kim, 47 : 836-, 2013

76 N. A. Weerasekara, 103 : 293-, 2016

77 C. H. Nahm, 526 : 264-, 2017

78 T. Iqbal, 562 : 18-, 2018

79 T. Iqbal, 406 : 2021

80 H. Yu, 150 : 321-, 2019

81 H. S. Oh, 46 : 4877-, 2012

82 T. Ergön-Can, 525 : 116-, 2017

83 X. C. Feng, 185 : 6-, 2020

84 G. -H. Chen, 36 : 2077-, 2002

85 T. Qiong, 169 : 2126-, 2013

86 X. C. Feng, 245 : 11-, 2020

87 A. Ding, 14 : 2020

88 N. O. Yigit, 237 : 346-, 2009

89 Z. Wang, 468 : 276-, 2014

90 J. -J. Qin, 62 : 1353-, 2010

91 L. Xia, 47 : 3762-, 2013

92 Z. Wu, 62 : 56-, 2008

93 M. Raffin, 96 : 147-, 2012

94 A. Robles, 47 : 1277-, 2013

95 R. Liu, 36 : 249-, 2000

96 K. -J. Hwang, 330 : 349-, 2009

97 H. Itokawa, 58 : 2319-, 2008

98 T. Zsirai, 46 : 4499-, 2012

99 M. E. Ersahin, 122 : 196-, 2012

100 L. Qin, 269 : 476-, 2018

101 T. Jiang, 62 : 39-, 2012

102 T. Jiang, 311 : 46-, 2013

103 S. P. Beier, 199 : 499-, 2006

104 S. P. Beier, 53 : 111-, 2007

105 S. Prip Beier, 64 : 1436-, 2009

106 M. R. Bilad, 46 : 63-, 2012

107 A. Kola, 455 : 320-, 2014

108 L. Qin, 183 : 33-, 2015

109 M. Pourbozorg, 99 : 101-, 2016

110 M. Aslam, 307 : 897-, 2017

111 T. Kurita, 469 : 292-, 2014

112 T. Kurita, 141 : 207-, 2015

113 Z. Zhong, 301 : 67-, 2007

114 X. Huang, 309 : 7-, 2008

115 S. Rosenberger, 64 : 1951-, 2011

116 R. Villarroel, 104 : 55-63, 2013

117 C. K. Jiang, 670 : 149-, 2019

118 X. Yue, 268 : 622-, 2018

119 E. J. Lee, 284 : 61-, 2016

120 K. Kimura, 150 : 21-, 2019

121 E. -J. Lee, 316 : 104-, 2013

122 Z. Wu, 212 : 152-, 2007

123 W. Cai, 386 : 121966-, 2020

124 R. R. Navarro, 94 : 166-, 2016

125 Y. Sun, 112 : 119-127, 2016

126 W. Cai, 511 : 84-, 2016

127 N. Porcelli, 71 : 137-, 2010

128 S. Wang, 600 : 2020

129 Y. Jo, 148 : 9-, 2019

130 C. Ramos, 458 : 179-, 2014

131 M. Khan, 128 : 105329-, 2019

132 B. M. B. Ensano, 4 : 2016

133 J. -P. Chen, 128 : 177-, 2007

134 K. Akamatsu, 44 : 825-, 2010

135 L. Borea, 269 : 89-, 2018

136 L. -C. Hua, 495 : 29-, 2015

137 C. M. Chung, 96 : 52-, 2016

138 A. D. Tafti, 152 : 7-, 2015

139 A. Giwa, 159 : 78-, 2015

140 K. Bani-Melhem, 44 : 3298-, 2010

141 J. Zhang, 273 : 223-, 2015

142 H. -G. Kim, 250 : 629-, 2010

143 K. Bani-Melhem, 198–199 : 201-, 2012

144 E. Brillas, 166–167 : 603-, 2015

145 J. Liu, 430 : 196-, 2013

146 A. Khalid, 190 : 165-, 2018

147 N. Li, 132 : 213-, 2014

148 L. Malaeb, 47 : 11821-, 2013

149 L. Liu, 437 : 99-, 2013

150 L. Liu, 86 : 106-, 2012

151 K. Akamatsu, 88 : 202-, 2012

152 X. Yin, 171 : 115452-, 2020

153 R. Hashaikeh, 471 : 149-, 2014

154 Y. Yang, 151 : 54-, 2019

155 J. Song, 314 : 123701-, 2020

156 M. B. Asif, 741 : 140233-, 2020

157 C. Yang, 26 : 28127-28134, 2019

158 M. Chen, 293 : 122022-, 2019

159 F. Sun, 149 : 432-, 2019

160 B. Jiang, 229 : 39-, 2017

161 B. Jiang, 718 : 137412-, 2020

162 F. Su, 248 : 117077-, 2020

163 X. -G. Li, 23 : 705-, 2001

164 V. Wei, 45 : 5058-, 2011

165 V. Wei, 60 : 3159-, 2009

166 B. M. B. Ensano, 26 : 1103-, 2019

167 Y. M. Kang, 204 : 148-, 2018

168 X. Xiao, 50 : 11895-, 2016

169 X. Zhang, 378 : 2019

170 A. Sotto, 34 : 179-, 2011

171 S. -Y. Kwak, 35 : 2388-, 2001

172 S. H. Kim, 211 : 157-, 2003

173 H. Song, 344 : 412-, 2014

174 M. T. Moghadam, 132 : 2015

175 L. Ni, 620 : 118861-, 2021

176 L. Ni, 188 : 116554-, 2021

177 Q. Li, 42 : 4591-, 2008

178 V. M. Kochkodan, 68 : 267-, 2006

179 S. Kang, 24 : 6409-, 2008

180 N. Hilal, 158 : 65-, 2003

181 J. Zhu, 550 : 173-, 2018

182 R. Das, 46 : 6946-, 2017

183 N. Tahereh, 18 : 2381-, 2014

184 H. -Y. Yu, 311 : 216-, 2008

185 W. Li, 115 : 2302-, 2010

186 M. Pirsaheb, 211 : 618-, 2019

187 G. T. Demirkol, 76 : 705-, 2017

188 T. -H. Bae, 249 : 1-, 2005

189 T. -H. Bae, 266 : 1-, 2005

190 W. Hu, 193 : 135-, 2015

191 M. Amini, 127 : 196-, 2017

192 H. Etemadi, 177 : 350-, 2017

193 N. Maximous, 341 : 67-, 2009

194 J. A. Prince, 4 : 6555-, 2014

195 Z. -H. Yuan, 276 : 83-, 2015

196 S. Wang, 7 : 37065-, 2017

197 C. X. Liu, 346 : 121-, 2010

198 J. Dolina, 275 : 125-, 2015

199 D. G. Yu, 225 : 115-, 2003

200 M. Ahsani, 249 : 116938-, 2020

201 J. Huang, 336 : 8-, 2014

202 X. Zhang, 176 : 115749-, 2020

203 M. Li, 313 : 293-, 2017

204 F. N. S. Yavuz, 40 : 19-, 2019

205 M. Chen, 120 : 256-, 2017

206 Y. Zhai, 597 : 117679-, 2020

207 Y. Wu, 382 : 120976-, 2020

208 Y. Tu, 8 : 594-, 2013

209 A. Mohanty, 2 : 105-, 2015

210 H. M. Hegab, 105 : 362-, 2016

211 M. Khajouei, 142 : 34-, 2019

212 L. Yu, 447 : 452-, 2013

213 J. Lee, 448 : 223-, 2013

214 C. Zhao, 340 : 59-, 2014

215 J. Lv, 352 : 765-, 2018

216 E. Mahmoudi, 34 : 101169-, 2020

217 E. Mahmoudi, 277 : 1-, 2015

218 Y. Yu, 268 : 129187-, 2021

219 B. Jiang, 718 : 2020

220 S. Judd, "The MBR Book" Elsevier 2011

221 Börte Köse-Mutlu, "Quorum quenching for effective control of biofouling in membrane bioreactor: A comprehensive review of approaches, applications, and challenges" 대한환경공학회 24 (24): 543-558, 2019

222 Z. Rahimi, "Preparation of high antibiofouling amino functionalized MWCNTs/PES nanocomposite ultrafiltration membrane for application in membrane bioreactor" 한국공업화학회 29 : 366-374, 2015