MBR在污水處理中的應(yīng)用張玉杰,吉爾格(新疆大學(xué)建筑工程學(xué)院,新疆烏魯木齊830036)摘要:MBR(膜生物反應(yīng)器)是膜分離技術(shù)與生化處理技術(shù)有機(jī)結(jié)合的一種新的污廢水處理系統(tǒng)。近年來,在污廢水處理領(lǐng)域中的應(yīng)用逐漸增多,成為了一個(gè)研究熱點(diǎn)。本文簡(jiǎn)單綜述了MBR在國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r,論述了其凈化原理,介紹了幾種在污水處理領(lǐng)域中應(yīng)用的MBR技術(shù),總結(jié)了目前MBR技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)和未來的發(fā)展前景。關(guān)字:污水處理;MBR中國分類號(hào):TU9923文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:AMBR是膜分離技術(shù)與生化處理技術(shù)有機(jī)結(jié)合MBR工程在華北地區(qū)主要用于再生水回用和市政的一種污廢水處理系統(tǒng)。張?jiān)倮热瞬捎靡惑w式污水處理,在東南地區(qū)主要用來處理難降解工業(yè)膜生物反應(yīng)器試驗(yàn)裝置處理生活污水,結(jié)果出水廢水與高濃度有機(jī)廢水。預(yù)計(jì)到2015年,我國投水質(zhì)穩(wěn)定優(yōu)于生活雜排水回用標(biāo)準(zhǔn)叫。北小河污水入運(yùn)行和在建的MBR系統(tǒng)累計(jì)處理能力將超過處理廠采用MBR工藝,進(jìn)水水邊變化幅度較大500萬m3d但其出水水質(zhì)穩(wěn)定,基本滿足《城市污水再生利表1MBR的發(fā)展歷史用城市雜用水水質(zhì)》(GB/T18920-2002)的要時(shí)間事件求2。目前MBR技術(shù)主要用于中水回用、城市污1966年,Dor- Oliver開發(fā)了第一個(gè)分水處理、工業(yè)廢水處理、糞便污水處理、微污染置式 FS MBR。第一階段1968年, Smith等人用超濾代替了活飲用水凈化等領(lǐng)域。(1966-1980)性污泥法工藝中二沉池20世紀(jì)70年代, leade平板式sMBR1MBR國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r系統(tǒng)在法國進(jìn)行實(shí)驗(yàn)開發(fā)。20世紀(jì)60年代后期,Dor- Oliver公司開發(fā)研1982年, Zenon環(huán)境公司商業(yè)化產(chǎn)品第二階段系統(tǒng)投入市場(chǎng)。制了第一個(gè)商用MBR,并將其應(yīng)用于船舶污水處(1980-1995)90年代, Kubota公司研制了平板式理。當(dāng)時(shí)多采用分置式構(gòu)型,目前實(shí)際工程多采浸沒MBR用浸沒式MBR。20世紀(jì)80年代末,日本與美國90年代中后期,開發(fā)了浸沒式一體化裝置,MBR開始大規(guī)模進(jìn)入市場(chǎng)。相繼開發(fā)了中空浸沒式MBR工藝。20世紀(jì)80年第三階段目前國外主要MBR經(jīng)營公司包括加代末至20世紀(jì)90年代初, Thetford公司推出多管(1995至今)拿大 Zenon公司、日本 Kubota公司和式分置 Cycle-let工藝,用于美國污水回用項(xiàng)目,法國 Suez LED/ID公司,國內(nèi)主要為碧水源科技。MBR的發(fā)展歷史詳見表1。我國MBR技術(shù)的發(fā)展雖然較國外起步晚,但2MBR基本原理近年來MBR的研究應(yīng)用與國外幾乎同步,并且部MBR技術(shù)是將生化反應(yīng)與膜分離相結(jié)合,省分領(lǐng)域處于世界前列。由中國膜工業(yè)協(xié)會(huì)組織編掉二沉池,由膜組件進(jìn)行泥水分離?；钚晕勰嗪蛯懙摹吨袊鳰BR產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》顯示,截至污染物質(zhì)被截留在生化反應(yīng)池中,這使MBR系統(tǒng)2013年底,我國已投入運(yùn)行的規(guī)模超萬噸的MBR內(nèi)混合液懸浮固體濃度Mss)值較高,避免了微工程已超過50個(gè),累計(jì)處理能力超過230萬td生物的流失。水力停留時(shí)間HRT和污泥停留時(shí)作者簡(jiǎn)介:張玉杰(1987-),女,碩士,主要從事污水處理與利用方面的研究。E-mal: happy32l@l26com間(RT相分離可以分別控制,無污泥膨脹之憂。成生物活性炭,使有機(jī)污染物降解去除率得到提與此同時(shí),能夠利用高濃度的活性污泥降解一些高,PAC得以再生。李紹峰國進(jìn)行了- MBRPA和傳統(tǒng)活性污泥法難降解的物質(zhì)。進(jìn)水水質(zhì)、水量MBR工藝處理生活污水的對(duì)比實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明,的變化對(duì)反應(yīng)器影響不明顯,耐沖擊負(fù)荷,能夠由于PAC的存在大大改善了膜污染狀況,從而延獲得穩(wěn)定優(yōu)質(zhì)的出水。長了膜清洗周期。3MBR在污水處理中的應(yīng)用4MBR存在的問題過去十年中,MBR已經(jīng)成功應(yīng)用于生活污水MBR突出的特點(diǎn)是占地面積小,耐沖擊負(fù)荷,醫(yī)院廢水、垃圾滲濾液、石化廢水,以及各種高出水水質(zhì)優(yōu)異,自動(dòng)化程度高易于管理,但MBR濃度、難降解工業(yè)廢水的處理。MBR需進(jìn)行預(yù)處理,工藝目前仍存在的一些問題。多數(shù)為與其他工藝相結(jié)合的形式41處理能力降低的風(fēng)險(xiǎn)31MBR-厭氧/缺氧交替工藝MBR通常在恒定通量下進(jìn)行,為了持續(xù)運(yùn)行交替式厭氧/缺氧-膜生物反應(yīng)器AAA-M要求MBR不能超過極限通量,超過這個(gè)極限會(huì)產(chǎn)工藝可提高生活污水脫氮除磷效果。該工藝由生膜污染,那么多余的水就無法通過膜孔徑,產(chǎn)個(gè)交替缺氧/厭氧反應(yīng)池和內(nèi)置膜過濾單元的好氧水率下降。很多MBR工藝在實(shí)際運(yùn)行過程中隨著池組成閩。通過好氧池底部回流污泥流向的改變,時(shí)間的積累,其處理能力不斷下降,很多水廠的使得兩個(gè)獨(dú)立反應(yīng)器(A和B內(nèi)依次形成缺氧和厭處理能力甚至不足設(shè)計(jì)之初的50%。美國環(huán)保局氧環(huán)境,實(shí)現(xiàn)同步厭氧釋磷、缺氧反硝化脫氮,認(rèn)為,如果MBR工藝的進(jìn)水峰值流量超過平均流及好氧吸磷、硝化、去除BOD等過程。好氧反應(yīng)量的15-2倍,就需設(shè)置流量調(diào)節(jié)池,或者備有大器進(jìn)行連續(xù)曝氣減緩膜污染的進(jìn)程,延長清洗周量的膜組件以保證出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)。期。該工藝對(duì)COD、TN、TP的平均去除率分別達(dá)42投資成本與運(yùn)行成本較高到93%、674%和941%。目前,膜組件是MBR處理系統(tǒng)中關(guān)鍵組成部32AO+MBR工藝分,同時(shí)也是技術(shù)含量最高、價(jià)值最大的部分A20+MBR工藝是將傳統(tǒng)的AO工藝與MBR其成本占整體設(shè)備投資的絕大部分。此外,MBR工藝結(jié)合,使兩者的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),相互配合,對(duì)主需要先進(jìn)的設(shè)備以滿足其自動(dòng)化的要求,這也增要污染物具有良好的去除效果。A3O+MBR系統(tǒng)加了其成本。浸沒式MBR工藝,需加大曝氣強(qiáng)度,中產(chǎn)生的高污泥濃度不僅降低了水力停留時(shí)間造成能耗上升。另外,膜組件壽命有限,達(dá)到一且存在著同步硝化反硝化、反硝化除磷等過程,定使用年先后需更換膜組件。據(jù)分析,國內(nèi)MBR即使在CN較低的情況下,也能保證良好的脫氮投資成本在2000-2500元/m3,是傳統(tǒng)活性污泥除磷效果。吳念鵬等人采用A20+MBR工藝處法項(xiàng)目建設(shè)成本的1.5倍左右。理城市污水,試驗(yàn)表明:MBR池的污泥濃度最高4.3預(yù)處理與自控系統(tǒng)設(shè)計(jì)不足而產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)達(dá)82gL,COD、TN和氨氮的去除率分別達(dá)到通常MBR工藝需先經(jīng)過預(yù)處理再進(jìn)入膜處理930%、785%和947%。反應(yīng)器內(nèi)。預(yù)處理不到位或者不經(jīng)預(yù)處理便進(jìn)入33 PAC-MBR工藝(粉末活性炭-膜生物反應(yīng)膜反應(yīng)器內(nèi)必會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。MBR工藝自動(dòng)器)化程度比傳統(tǒng)活性污泥工藝高很多,膜組件需定PAC-MBR組合工藝是指將PAC投加至MBR期清洗、組裝甚至是更換,為保證出水水質(zhì),對(duì)污泥混合液中,污泥絮體以PAC顆粒為骨架,吸水廠PLC控制系統(tǒng)有較高要求。附和絮凝污泥混合液中微細(xì)膠體、胞外聚合物EPS( Extracelluar Polymeric substanees))、溶解性有機(jī)物5發(fā)展前景等,使污泥顆粒粒徑變大,抗壓能力增強(qiáng),膜面面臨日益嚴(yán)格的污水排放和回用標(biāo)準(zhǔn),許多沉積層孔隙率提高,壓密性降低,從而降低膜過現(xiàn)有污水處理廠的改建,要求不增加占地面積而濾阻力和膜污染程度,提高膜通量。同時(shí),由于增加處理水量,提高出水水質(zhì)。雖然MBR法的基PAC污泥絮體的吸附和生物降解作用協(xié)同n,形(下轉(zhuǎn)第41頁)∏1】]杜曉榮,吳曉婕,謝旭.農(nóng)村飲水安全工程績效的51+53經(jīng)濟(jì)學(xué)分析門生態(tài)經(jīng)濟(jì),2013(11):69-72[15吳曉靜.農(nóng)村飲水安全工程可持續(xù)發(fā)展思路團(tuán)水利13]王海平.農(nóng)村飲水安全工程的建設(shè)與管理研究安科技,200(04):53-54+69徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2013,41(01):398400.[16豐景春,戚昌青.農(nóng)村飲水安全工程運(yùn)行管理績效14]李明孝,孫松林,汪思蓓.農(nóng)村飲水安全工程建設(shè)考核研究J中國農(nóng)村水利水電,2012(08):85-與管理問題探討節(jié)水灌溉,2009(01):50(上接笫35頁)布設(shè)監(jiān)測(cè)預(yù)警點(diǎn)及群測(cè)群防點(diǎn),建立巴彥縣避讓措施:對(duì)滑坡地質(zhì)災(zāi)害影響區(qū)內(nèi)的居民地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)區(qū)、學(xué)校采取搬遷措施。生物措施:對(duì)14處水土侵蝕災(zāi)害實(shí)施植樹參考文敝種草工程[黑龍江省地質(zhì)礦產(chǎn)局黑龍江省區(qū)域地質(zhì)志[M]北京:工程措施:對(duì)5處人工削坡產(chǎn)生的不穩(wěn)定斜坡地質(zhì)出版社,1993進(jìn)行削坡減載,并對(duì)有基巖裂隙水滲出地方實(shí)施排2黑龍江省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站黑龍江省地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查報(bào)水工程,修筑排水管線。對(duì)7處泥石流點(diǎn)應(yīng)采用攔擋、告[R]哈爾濱:黑龍江省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站,1994.修建停淤場(chǎng)、排導(dǎo)、護(hù)岸、護(hù)底、平面和立面饒避、(3黑龍江省水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘察院黑龍江省地質(zhì)災(zāi)害改建和加固等方法,實(shí)施工程措施?，F(xiàn)狀調(diào)查及防治規(guī)劃報(bào)告[R哈爾濱:黑龍江省水文監(jiān)測(cè)預(yù)警措施:對(duì)穩(wěn)定性差、危險(xiǎn)性較大的地質(zhì)工程地質(zhì)勘察院,2004災(zāi)害點(diǎn)及潛在災(zāi)害點(diǎn),特別是重要地質(zhì)災(zāi)害隱患4巴彥縣水務(wù)局哈爾濱市巴彥縣地下水資源開發(fā)利用規(guī)點(diǎn)必須進(jìn)行監(jiān)測(cè)工作。劃報(bào)告(R]巴彥:巴彥縣水務(wù)局,2003(上接第37頁)參考文建費(fèi)用高于傳統(tǒng)活性污泥法,易產(chǎn)生膜污染問題[張?jiān)倮?朱宛華,等.一體式膜生物反應(yīng)器處理城市但其占地面積小,有機(jī)物去除率高,還可以強(qiáng)化生活污水團(tuán)合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2004,27(10):12841287脫氮除磷效果,處理水質(zhì)優(yōu)異,這使其在城市污凹2]韓曉宇,顧劍,等.北小河污水廠MBR工藝運(yùn)行與水脫氮除磷應(yīng)用中具有較大的潛力,也符合我國膜清洗方案分析[中國給水排水,2010,26(17):污水處理廠提標(biāo)改擴(kuò)造的要求。因此,MBR在水40-43.廠改擴(kuò)建項(xiàng)目中發(fā)展前景良好3] Simon judd, Claire judo.膜生物反應(yīng)器水和污水處理的原理與應(yīng)用[M]北京:科學(xué)出版社,2009與傳統(tǒng)的處理工藝相比,MBR工藝初期基建、凹張傳義,張雁秋.MBR-厭氧/缺氧交替工藝處理生活維護(hù)管理費(fèi)較高,通過MBR處理的污水,可以直污水的試驗(yàn)研究門中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2007,36(3)接中水回用。在水資源緊缺的大背景下,污水也是347-350重要的水資源,今后對(duì)污水處理再利用的需求將會(huì)S]吳念鵬,徐兆義,等.A20-MBR工藝的脫氮除磷研究逐步提高,“高水高用,低水低用”。因此,MBR16 Zhang LQ, Urase t, Feng I. Removal of carbamazepine in工藝也將會(huì)成為大規(guī)模污水處理廠的選擇方案。an enhance membrane bioreactor with small does addition另外,在過去的十幾年里,MBR工藝的不斷of powered activated carbon[C]. Advances in chemical改進(jìn),單位面積制膜成本下降,這使膜組件的管technologies for water and wastewater treatment, xian:2008,199-205理運(yùn)行、基建費(fèi)用降低。目前,國內(nèi)正處于市政[7 Lesage N. Sperandio M. Study of a hybridprocess Adsorption污水處理設(shè)施建設(shè)期,這也為MBR工藝提供了機(jī)on activated carbon/ membrane bioreactor for the treatment會(huì)。綜上所述,MBR在處理城市污水、工業(yè)廢水of an industrial wastewater]. Chem Eng Proce, 2008中水回用及污水處理廠改擴(kuò)建等方面都具有廣闊8李紹峰,王雪芹,PAC對(duì)MBR膜阻力影響研究水的應(yīng)用前景。處理技術(shù).2007,3(6):14-1