MBR技术在污水处理的应用

MBR技术在污水处理的应用

谢鹏伟

谢鹏伟

天津膜天膜科技股份有限公司300000

摘要：膜生物反应器（MBR）作为污水处理发展技术过程中典型的处理工艺之一，以其占地面积小、出水质量高、操作管理简便、运行稳定等特点在实际运用中发挥了巨大的作用。不仅适用于生活污水的处理，在工业废水的处理中也广泛使用。在MBR膜生物反应器中，实现了依靠膜技术，使泥水分离，合理配合一些组合工艺共同作用，可以使处理成本大大降低。本文介绍了MBR目前各方面的研究情况以及其未来发展前景。

关键词：MBR技术；污水处理；应用

1前言

膜生物反应器（MBR）是膜技术和生物处理技术有机结合产生的废水处理新工艺，与传统废水生物处理工艺相比，其具有设备占地面积小、出水水质好、出水可直接会回用、活性污泥浓度高和便于自动控制等优点。该技术已经在污水回用和难降解有机废水处理领域崭露头角，并在实际工程中得到了成功应用。

2MBR技术优点

生活污水与工业废水经常利用微生物来分解有机污染物，最常使用的方法即为活性污泥法。活性污泥法不但需要较大的曝气池容积以及二沉淀池外，同时也会产生大量的生物污泥，且活性污泥法常有污泥膨化与泡沫等问题。MBR技术的优点已有深入探讨，其主要优点包括：

2.1出水水质好且稳定

膜具有较好的分离效果，能够使活性污泥和水得到很好的分离效果。这种处理效果在使用上比传统意义的二沉淀池的效果更好，出水的情况也十分透明，极大的降低了悬浮物的含量，出水的品质基本能够符合生活杂用水的要求，可以以非饮用水的形式进行回收。与此同时，膜分离技术也可以确保废水中的微生物被完全截留在生化反应池内，这使得该净水系统中具有更高的生物浓度，从而可以进一步提升对污染物的处理效果。通过这种方式进行净水处理，所得到净化的水的品质也能够具有较好的水平，属于质量上较为稳定的产水。

2.2提高难降解的有机物的去除效率

MBR能截留微生物于生化反应池中的能力比传统活性污泥法较好。由于微生物完全被截流在生物反应器内，从而有利生长速率缓慢的微生物如硝化细菌的截留生长，在较短的水力停留时间下，可提高系统的硝化效率，提升氨氮的硝化作用。同时，固体停留时间可相当长，可延长一些难降解的有机物在系统中的水力停留时间，有利于难降解有机污染物的去除。

2.3剩余污泥产量少

由于反应池中的污泥活性高，因此，该工艺可维持低F/M比，剩余污泥产量低，降低了污泥处理费用。

2.4占地面积小，不受场合限制

在所使用的生物反应器的内部，微生物的含量可以保持在较高的水平，这极大的提升了系统处理的活性水平，单位的容器内所能够承受的负荷水平会增高，从而最终减少了反应池的数量与体积。在这一处理单元中，并不需要使用沉淀单元，这种模式可以进一步减少空间的使用，所占用的土地面积也大大减少。使用的工艺流程较为简单，总体结构较为节省，使用上不会因空间的制约而受到限制。

2.5易于改造

MBR系统不但可以缩短HRT，又可以维持较长SRT操作的有效处理程序，较长的SRT有助于提升生物系统的稳定性，而较短的HRT可以节省反应池监造体积，降低初次投资成本。该工艺可以作为传统污水处理工艺的深度处理单元。在城市二级污水处理厂增加MBR工艺环节，既可使污水进行深度处理，从而实现污水的回用，又可以在不大幅扩建污水处理厂规模的情况下增加污水处理能力，提高处理效果。

3MBR技术在污水处理中的应用

3.1生活污水处理中的应用

2008年，MBR技术工艺在我国举办的奥运会场上得到了应用，PVDF帘式中空纤维膜将污水处理后达到回用水标准，设备空间紧凑、占地面积小、能耗低，实现水质和运行程序的实时在线监控。

3.2MBR在工业污水处理中的应用

焦化废水一直是很难处理的工业废水，但是由于MBR技术的诞生，使得焦化废水的处理得以实现。焦化废水中煤气净化处理中的废水含有大量的酚类、氨氮、氰、氟离子以及难降解的有机污染有害物质，MBR技术与电解技术相结合有效的除去了酚、氟、氰化物氨氮等，与传统技术相比，去除率COD提高了30%、氨氮提高50%，SS去除率高达100%。MBR技术在处理煤化工废水、印染废水及啤酒废水中也得到了广泛的应用。

3.3MBR在生活垃圾处理上的应用

城市化速度的加快，造成城市垃圾的产生大大增加，更加严重的是垃圾中渗滤液的SS、BOD、TN、COD及金属离子对环境污染极其严重，由于MBR技术的应用，使得TN的去除率得到很大提高。选择适宜的工艺可以有效的提高处理垃圾渗滤液的效率，季民等研究发现UASB-MBR的串联工艺更加适合处理垃圾渗滤液，水质效果达到《生活垃圾填埋污染控制标准》的一级标准。

4MBR的发展展望

对于MBR膜工艺，在实际应用当中，应该注重膜质量的提升和成本的降低，努力开发新型制造工艺，继而使MBR工艺更为广泛的应用。其次，在脱氮除磷方面，筛选高效菌种、研发配套工艺都是未来的发展目标，以实现高效脱氮除磷。在控制膜污染问题上，一方面可以着手开发高性能、抗污染的各类型膜；另一方面，可从操作条件方面着手,如投加凝聚剂等改善活性污泥的聚集状态,投加填料、定期排泥以维持系统内悬浮污泥浓度,采用恒通量过滤、适宜曝气强度、高膜面流速等延缓污染,再配合物理清洗、化学清洗恢复通量,延长膜使用寿命。

5MBR存在的问题及其改进措施

5.1优化膜组件结构

膜组件的设计影响MBR的运行，对膜丝的装填密度、装填方式、装填长度进行优化设计，可降低MBR的运行成本。

5.2优化MBR的操作参数和条件

曝气时MBR防止污染的手段，但MBR内过高的曝气强度不仅会恶化污泥混合液的可滤性，导致过滤过程中膜孔阻塞阻力和泥饼层阻力的增加，缩短了堵塞膜孔的时间，减小了膜的初始通量，同时过度曝气还会浪费能源、增加运行费用。因此，合理地选择曝气装置，调节曝气强度、采用脉冲曝气等是有效的措施。

5.3防治膜污染

膜在运行一段时间后，不可逆的吸附、堵塞和由于浓差极化及其导致的凝胶层的形成共同造成了运行过程中膜通量的衰减，膜因此受到污染。膜污染问题影响膜的稳定运行，且决定了膜的更换频率，是影响MBR工艺经济性的间接原因。膜污染的防治主要从以下几个方面着手：①通过研究膜性质（膜材质、膜孔径大小、孔隙率及粗糙度等）对膜污染的影响规律，从而进行相应的膜污染防治措施。②活性污泥混合液是造成膜污染的主要物质来源，因此可以通过改变污泥混合物特性对膜污染进行防治。③通过优化膜分离操作的水力条件防治膜污染。④膜的清洗。膜清洗主要包括物理清洗和化学清洗，此外还有超声波清洗、电场清洗和脉冲清洗等。

6结论

MBR膜生物反应器技术具有流程简单、能效低、出水水质优良、占地节省等优点，是目前水处理研究的重要方向之一，具有常规污水生化处理无法比拟的优势，但目前MBR技术投资成本高、膜污染、使用寿命低等缺点使得该技术在实际应用中受到一定的影响。不过随着膜科技的进步，研究工作的不断深入，膜产品性能的不断提高，我们相信MBR膜生物处理技术将会突破阻力，克服困难，在污水处理的实际应用中得到广泛推广。

参考文献

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