技術(shù)介紹

膜生物反應(yīng)器（MBR）是膜分離技術(shù)與生物技術(shù)有機(jī)結(jié)合的新型水處理技術(shù)，是目前最有前途的廢水處理新技術(shù)之一，是公認(rèn)的市政污水最終可行的中水回用技術(shù)，膜生物反應(yīng)器是一種高效膜分離技術(shù)與活性污泥法相結(jié)合的新型水處理技術(shù)。它利用沉浸于好氧生物池內(nèi)的膜分離設(shè)備將生化反應(yīng)池中的活性污泥和大分子有機(jī)物質(zhì)有效地截留住，通過(guò)負(fù)壓分離出達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的清水。中空纖維膜的應(yīng)用取代活性污泥法中的二沉池，進(jìn)行固液分離，有效的達(dá)到了泥水分離的目的。充分利用膜的高效截留作用，能夠有效地截留硝化菌，完全保留在生物反應(yīng)器內(nèi)，使硝化反應(yīng)保證順利進(jìn)行，有效去除氨氮，避免污泥的流失，并且可以截留一時(shí)難于降解的大分子有機(jī)物，延長(zhǎng)其在反應(yīng)器的停留時(shí)間，使之得到最大限度的分解。

應(yīng)用MBR技術(shù)后，主要污染物的去除率可達(dá)：COD≥93%、SS=100%。產(chǎn)水懸浮物和濁度幾近于零，處理后的水質(zhì)良好且穩(wěn)定，可以直接回用，實(shí)現(xiàn)了污水資源化，在廢水資源化及中水回用方面具有及其廣闊的發(fā)展前景，已經(jīng)受到了國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注。目前隨著水資源短缺局勢(shì)的日益嚴(yán)峻及膜生產(chǎn)技術(shù)的不斷更新發(fā)展，MBR在水處理領(lǐng)域得到了逐漸廣泛的應(yīng)用，其數(shù)量日益增多，規(guī)模不斷擴(kuò)大。

膜生物反應(yīng)器分類

（1）曝氣膜-生物反應(yīng)器  

曝氣膜-生物反應(yīng)器最早見于Cote.P 等1988年報(bào)道，采用透氣性致密膜（如硅橡膠膜）或微孔膜（如疏水性聚合膜），以板式或中空纖維式組件，在保持氣體分壓低于泡點(diǎn)情況下，可實(shí)現(xiàn)向生物反應(yīng)器的無(wú)泡曝氣。該工藝的特點(diǎn)是提高了接觸時(shí)間和傳氧效率，有利于曝氣工藝的控制，不受傳統(tǒng)曝氣中氣泡大小和停留時(shí)間的因素的影響。

（2）萃取膜-生物反應(yīng)器  

萃取膜-生物反應(yīng)器又稱為EMBR（Extractive Membrane Bioreactor）。因?yàn)楦咚釅A度或?qū)ι�物有毒物質(zhì)的存在，某些工業(yè)廢水不宜采用與微生物直接接觸的方法處理；當(dāng)廢水中含揮發(fā)性有毒物質(zhì)時(shí)，若采用傳統(tǒng)的好氧生物處理過(guò)程，污染物容易隨曝氣氣流揮發(fā)，發(fā)生氣提現(xiàn)象，不僅處理效果很不穩(wěn)定，還會(huì)造成大氣污染。為了解決這些技術(shù)難題，英國(guó)學(xué)者Livingston研究開發(fā)了EMB。廢水與活性污泥被膜隔開來(lái)，廢水在膜內(nèi)流動(dòng)，而含某種專性細(xì)菌的活性污泥在膜外流動(dòng)，廢水與微生物不直接接觸，有機(jī)污染物可以選擇性透過(guò)膜被另一側(cè)的微生物降解。由于萃取膜兩側(cè)的生物反應(yīng)器單元和廢水循環(huán)單元是各自獨(dú)立，各單元水流相互影響不大，生物反應(yīng)器中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和微生物生存條件不受廢水水質(zhì)的影響，使水處理效果穩(wěn)定。系統(tǒng)的運(yùn)行條件如HRT和SR 可分別控制在最優(yōu)的范圍，維持最大的污染物降解速率。

（3）固液分離型膜-生物反應(yīng)器  

固液分離型膜-生物反應(yīng)器是在水處理領(lǐng)域中研究得最為廣泛深入的一類膜-生物反應(yīng)器，是一種用膜分離過(guò)程取代傳統(tǒng)活性污泥法中二次沉淀池的水處理技術(shù)。在傳統(tǒng)的廢水生物處理技術(shù)中，泥水分離是在二沉池中靠重力作用完成的，其分離效率依賴于活性污泥的沉降性能，沉降性越好，泥水分離效率越高。而污泥的沉降性取決于曝氣池的運(yùn)行狀況，改善污泥沉降性必須嚴(yán)格控制曝氣池的操作條件，這限制了該方法的適用范圍。由于二沉池固液分離的要求，曝氣池的污泥不能維持較高濃度，一般在 1.5~3.5g/L 左右，從而限制了生化反應(yīng)速率。水力停留時(shí)間（HRT）與污泥齡（SRT）相互依賴，提高容積負(fù)荷與降低污泥負(fù)荷往往形成矛盾。系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中還產(chǎn)生了大量的剩余污泥，其處置費(fèi)用占污水處理廠運(yùn)行費(fèi)用的25%～40%。傳統(tǒng)活性污泥處理系統(tǒng)還容易出現(xiàn)污泥膨脹現(xiàn)象，出水中含有懸浮固體，出水水質(zhì)惡化。針對(duì)上述問題， MBR 將分離工程中的膜分離技術(shù)與傳統(tǒng)廢水生物處理技術(shù)有機(jī)結(jié)合，大大提高了固液分離效率，并且由于曝氣池中活性污泥濃度的增大和污泥中特效菌 ( 特別是優(yōu)勢(shì)菌群 ) 的出現(xiàn)，提高了生化反應(yīng)速率。同時(shí)，通過(guò)降低F/M比減少剩余污泥產(chǎn)生量（甚至為零），從而基本解決了傳統(tǒng)活性污泥法存在的許多突出問題。

(1)出水水質(zhì)好，穩(wěn)定性高：膜過(guò)濾出水使得膜生物反應(yīng)器內(nèi)獲得比普通活性污泥法高得多的生物濃度，極大地提高了生物降解能力和抗負(fù)荷沖擊能力。同時(shí)，污泥停留時(shí)間較長(zhǎng)，這也為難降解有機(jī)物分解菌和硝化菌等增殖速度慢的微生物得以在反應(yīng)器內(nèi)繁殖富集，特別是對(duì)難降解有機(jī)物和氨氮的去除可以取得理想效果。另一方面，膜生物反應(yīng)器膜分離對(duì)小于膜孔徑有機(jī)大分子物質(zhì)的截留作用，能夠確保濾后出水在除菌、消除懸浮物和降低BOD方面很穩(wěn)定。

(2)占地少：膜生物反應(yīng)器可以維持較高的污泥濃度，通常MLSS為8～20g/L，是傳統(tǒng)生物處理的2.5～5倍，同時(shí)系統(tǒng)省去了二沉池和污泥回流設(shè)備，因而占地面積省。

(3)膜生物反應(yīng)器操作維護(hù)簡(jiǎn)單：膜分離單元工藝簡(jiǎn)單，出水和運(yùn)行不受污泥泥膨脹等因素的影響，操作維護(hù)簡(jiǎn)單方便，且易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制管理。

(4)膜生物反應(yīng)器污泥處水費(fèi)用低：系統(tǒng)污泥濃度高，泥齡長(zhǎng)，這意味著排泥量少，產(chǎn)泥量?jī)H占傳統(tǒng)工藝的30%，這對(duì)后續(xù)的污泥處理極為有利。

（5） 對(duì)污染物的去除率高，抗污泥膨脹能力強(qiáng)，出水水質(zhì)穩(wěn)定可靠，出水中沒有懸浮物；

（6）膜生物反應(yīng)器實(shí)現(xiàn)了反應(yīng)器污泥齡STR和水力停留時(shí)間HRT的分別控制，因而其設(shè)計(jì)和操作大大簡(jiǎn)化；

（7）膜的機(jī)械截留作用避免了微生物的流失，生物反應(yīng)器內(nèi)可保持高的污泥濃度，從而能提高體積負(fù)荷，降低污泥負(fù)荷，具有極強(qiáng)的抗沖擊能力；

（8）曝氣池的活性污泥不不會(huì)隨出水流失，在運(yùn)行過(guò)程中，活性污泥會(huì)因進(jìn)入有機(jī)物濃度的變化而變化，并達(dá)到一種動(dòng)態(tài)平衡，這使系統(tǒng)出水穩(wěn)定并有耐沖擊負(fù)荷的特點(diǎn)；

（9）膜生物反應(yīng)器易于一體化，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，操作管理方便；

（10）可作為RO、NF的前處理，可使RO、NF進(jìn)水的SDI≦2，大大的延長(zhǎng)了RO、NF膜元件的使用壽命，確保膜系統(tǒng)的長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定運(yùn)行。傳統(tǒng)的方法需要復(fù)雜的工藝處理才能達(dá)到RO、NF進(jìn)水的要求，CMF只需一步過(guò)濾就可得到高品質(zhì)的預(yù)處理水，直接作為RO、NF的進(jìn)水，產(chǎn)水率95%以上。

膜生物反應(yīng)器廣泛適用于生活、市政、石油、化工、印染、造紙污水的回用工程；生活小區(qū)、賓館飯店、度假區(qū)、學(xué)校、寫字樓等分散用戶的日常生活污水處理、回用及啤酒、制革、食品、化工等行業(yè)的有機(jī)污水處理。膜生物反應(yīng)器的產(chǎn)水常用于灌溉、洗滌、環(huán)衛(wèi)、造景等非飲用功能。尤其適合于以下領(lǐng)域