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)有機結(jié)合的一一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,成為了一個研究熱點。本文簡單綜述了MBR在國內(nèi)外的發(fā)展狀況，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中圈分類號: TU992.3文獻標識碼: AMBR是膜分離技術(shù)與生化處理技術(shù)有機結(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)。張再利等人采用一體式污水處理，在東南地區(qū)主要用來處理難降解工業(yè)膜生物反應(yīng)器試驗裝置處理生活污水,結(jié)果出水廢水與高濃度有機廢水。預(yù)計到2015年，我國投水質(zhì)穩(wěn)定優(yōu)于生活雜排水回用標準1。北小河污水人運行和在建的MBR系統(tǒng)累計處理能力將超過處理廠采用MBR工藝，進水水邊變化幅度較大，500萬m2/d。但其出水水質(zhì)穩(wěn)定，基本滿足《城市污水再生利表1 MBR的發(fā)展歷史用城市雜用水水質(zhì)》(GB/T18920 - 2002) 的要時間事件求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)了第一一個分水處理、工業(yè)廢水處理、糞便污水處理、微污染第一階段置式FS MBR。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70年代，leiade 平板式sMBR1 MBR國內(nèi)外發(fā)展狀況系統(tǒng)在法國進行實驗開發(fā)。1982年, Zenon 環(huán)境公司商業(yè)化產(chǎn)品20世紀60年代后期, Dorr -Oliver公司開發(fā)研第二階段系統(tǒng)投入市場。制了第一個商用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"。當時多采用分置式構(gòu)型，目前實際工程多采浸沒MBR。90年代中后期，開發(fā)了浸沒式- -體化用浸沒式MBR。20世紀80年代末，日本與美國裝置，MBR開始大規(guī)模進人市場。相繼開發(fā)了中空浸沒式MBR工藝。20世紀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公司和法國Suez.LED/IDI公司，國內(nèi)主要為式分置Cycle -Let工藝，用于美國污水回用項目凹,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2 MBR 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)會組織編掉二沉池，由膜組件進行泥水分離?；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，我國已投人運行的規(guī)模超萬噸的MBR內(nèi)混合液懸浮固體濃度(MLSS )值較高，避免了微工程已超過50個，累計處理能力超過230萬td。生物的流失。水力停留時間(HRT和污泥停留時中國煤化工JMHCNM HG作者簡介:張玉杰(1987-),女,碩士,主要從事污水處理與利用方面的研究。L-man:! ynppyztwlcu.com: 36.間(SRT)相分離可以分別控制,無污泥膨脹之憂。成生物活性炭，使有機污染物降解去除率得到提與此同時，能夠利用高濃度的活性污泥降解- -些高，PAC得以再生。李紹峰8]進行了-MBRPA和傳統(tǒng)活性污泥法難降解的物質(zhì)。進水水質(zhì)、水量MBR工藝處理生活污水的對比實驗，結(jié)果表明,的變化對反應(yīng)器影響不明顯，耐沖擊負荷，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。3 MBR 在污水處理中的應(yīng)用4 MBR 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突出的特點是占地面積小,耐沖擊負荷，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需進行預(yù)處理，工藝目前仍存在的-些問題。多數(shù)為與其他工藝相結(jié)合的形式。4.1處理能力降低的風險3.1 MBR- 厭氧/缺氧交替工藝MBR通常在恒定通量下進行，為了持續(xù)運行交替式厭氧1缺氧-膜生物反應(yīng)器(A-AVA-M)要求MBR不能超過極限通量,超過這個極限會產(chǎn)工藝可提高生活污水脫氮除磷效果。該工藝由一生膜污染，那么多余的水就無法通過膜孔徑,個交替缺氧1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工藝在實際運行過程中隨著池組成用。通過好氧池底部回流污泥流向的改變,時間的積累，其處理能力不斷下降，很多水廠的使得兩個獨立反應(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)計之初的50%。美國環(huán)保局氧環(huán)境，實現(xiàn)同步厭氧釋磷、缺氧反硝化脫氮,認為，如果MBR工藝的進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1.5~2倍,就需設(shè)置流量調(diào)節(jié)池，或者備有大器進行連續(xù)曝氣減緩膜污染的進程，延長清洗周量的膜組件以保證出水水質(zhì)達標。期。該工藝對COD、TN、TP的平均去除率分別達4.2投資成本 與運行成本較高到93%、67.4% 和94.1%。目前，膜組件是MBR處理系統(tǒng)中關(guān)鍵組成部;3.2 A2/O+MBR工藝分，同時也是技術(shù)含量最高、價值最大的部分,A/0+MBR工藝是將傳統(tǒng)的A2/0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)勢互補，相互配合,對主需要先進的設(shè)備以滿足其自動化的要求，這也增要污染物具有良好的去除效果。A2/O+MBR 系統(tǒng)加了其成本。浸沒式MBR工藝，需加大曝氣強度,中產(chǎn)生的高污泥濃度不僅降低了水力停留時間，造成能耗上升。另外,膜組件壽命有限，達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CIN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[5]等人采用A2/O+MBR工藝處法項目建設(shè)成本的1.5倍左右。理城市污水，試驗表明: MBR 池的污泥濃度最高4.3預(yù)處理與自控系統(tǒng)設(shè)計不足而產(chǎn)生的風險達8.2g/ L, COD&、 TN和氨氮的去除率分別達到通常MBR工藝需先經(jīng)過預(yù)處理再進入膜處理93.0%、78.5% 和94.7%。反應(yīng)器內(nèi)。預(yù)處理不到位或者不經(jīng)預(yù)處理便進入3.3 PAC-MBR工藝(粉末活性炭-膜生物反應(yīng).膜反應(yīng)器內(nèi)必會產(chǎn)生嚴重的后果。MBR工藝自動器)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膠體、胞外聚合物EPS5發(fā)展前景(Extralluar Polymeric substanees)、溶解性有機物等，使污泥顆粒粒徑變大，抗壓能力增強，膜面面臨日益嚴格的污水排放和回用標準，許多沉積層孔隙率提高，壓密性降低，從而降低膜過現(xiàn)有污水處理中國煤化工占地面積而.濾阻力和膜污染程度，提高膜通量。同時，由于增加處理水量HCNMHEMBR法的基PAC污泥絮體的吸附和生物降解作用協(xié)同(671,形( r轉(zhuǎn)第41頁).37..[12]杜曉榮，吳曉婕，謝旭. 農(nóng)村飲水安全工程績效的51+53.經(jīng)濟學(xué)分析[].生態(tài)經(jīng)濟，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[0].水利{13]王海平.農(nóng)村飲水安全工程的建設(shè)與管理研究[J].安科技，2009(04) : 53-54+69.徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013, 41 (01) : 398 400.[16]豐景春,戚昌青.農(nóng)村飲水安全工程運行管理績效[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[J].節(jié)水灌溉，2009(01) : 50-88+91(上接第35頁)布設(shè)監(jiān)測預(yù)警點及群測群防點，建立巴彥縣避讓措施:對滑坡地質(zhì)災(zāi)害影響區(qū)內(nèi)的居民地質(zhì)災(zāi)害 監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。區(qū)、學(xué)校采取搬遷措施。生物措施:對14處水土侵蝕災(zāi)害實施植樹、參考文獻:種草工程。[1]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5處人工削坡產(chǎn)生的不穩(wěn)定斜坡地質(zhì)出版社，1993.進行削坡減載,并對有基巖裂隙水滲出地方實施排[2]黑龍江省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站.黑龍江省地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查報水工程,修筑排水管線。對7處泥石流點應(yīng)采用攔擋、告[R].哈爾濱:黑龍江省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站, 1994.修建停淤場、排導(dǎo)、護岸、護底、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，實施工程措施?，F(xiàn)狀調(diào)查及防治規(guī)劃報告[R]哈爾濱:黑龍江省水文監(jiān)測預(yù)警措施:對穩(wěn)定性差、危險性較大的地質(zhì)工程地質(zhì)勘察院，2004.災(zāi)害點及潛在災(zāi)害點，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)點必須進行監(jiān)測工作。劃報告[R].巴彥:巴彥縣水務(wù)局, 2003.(上接第37頁)建費用高于傳統(tǒng)活性污泥法,易產(chǎn)生膜污染問題,[1]張再利，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，有機物去除率高，還可以強化生活污水[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2004，27(10) :1284- 1287.脫氮除磷效果，處理水質(zhì)優(yōu)異，這使其在城市污[2] 韓曉宇,顧劍,等、北小河污水廠MBR工藝運行與水脫氮除磷應(yīng)用中具有較大的潛力,也符合我國膜清洗方案分析[I].中國給水排水, 2010, 26(17) :污水處理廠提標改擴造的要求。因此，MBR在水40- 43.[3}] Simon judd, Claire judd.膜生物反應(yīng)器水和污水處理的廠改擴建項目中發(fā)展前景良好。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、[4]張傳義，張雁秋. MBR- 厭氧/鋏氧交替工藝處理生活維護管理費較高，通過MBR處理的污水，可以直污水的試驗研究[].中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報.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，今后對污水處理再利用的需求將會[5]吳念鵬，徐兆義，等. A2/0-MBR 工藝的脫氮除磷研究J].江蘇環(huán)境科技，2008， 21 (1) : 57-60.逐步提高，“高水高用， 低水低用”。因此，MBR[6} Zhang LQ，Urase T, Feng L. Removal of carbamzepine in工藝也將會成為大規(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 chemicaltechnologies for water and wastewater treatment, xian:改進，單位面積制膜成本下降，這使膜組件的管2008，199 205.理運行、基建費用降低。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on activated carbon/ membrane bioreactor for the treatment會。綜上所述，MBR在處理城市污水、工業(yè)廢水、of an industrial wastewater{]. Chem Eng Proce, 2008,47(3) :中水回用及污水處理廠改擴建等方面都具有廣闊中國煤化工[8]李紹峰，響研究[].水的應(yīng)用前景。處理技術(shù).TYHCNMHG●41●.