摘要：面臨水資源的巨大缺口，需處理污水量的急劇增加，為了保持城市可持續(xù)發(fā)展，中水回用系統(tǒng)勢(shì)在必行。目前MBR在回用水工程應(yīng)用在許多國(guó)家已經(jīng)得到了成功的應(yīng)用。這充分說(shuō)明了MBR技術(shù)大規(guī)模地回用水中應(yīng)用的可行性。本文提出中水回用的重要性和必要性，綜述了MBR(膜生物反應(yīng)器)工藝在國(guó)內(nèi)外中水回用中的應(yīng)用現(xiàn)狀，介紹了MBR工藝和特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：MBR;工藝;中水回用;必要性

前言：隨著世界水資源問(wèn)題的加劇，水資源緊缺問(wèn)題已成為世界各國(guó)重要任務(wù)。中水回用技術(shù)日趨成熟，具有很好的環(huán)境效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，成為各國(guó)研究的熱點(diǎn)，在我國(guó)也擁有廣闊前景。我國(guó)對(duì)膜生物反應(yīng)器的研究雖然起步較晚，但發(fā)展速度很快。1991年，芩運(yùn)華對(duì)膜生物反應(yīng)器的應(yīng)用進(jìn)行了綜述，介紹了MBR在日本的研究狀況，這是我國(guó)學(xué)者對(duì)膜生物反應(yīng)器做的較早的報(bào)道。隨后，江成璋等人進(jìn)行了中空纖維超濾膜在生物技術(shù)中的應(yīng)用研究。1995年，樊耀波將MBR用于石油化工污水凈化的研究，研制出一套實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的好氧分離式MBR。MBR工藝所具有的優(yōu)越性，是目前其他處理工藝無(wú)法比擬的， 該工藝在城市污水或生活污水處理高濃度有機(jī)廢水、難降解有機(jī)廢水以及中水回用等方面都具有廣闊的應(yīng)用前景。

1 概述

膜生物反應(yīng)器(Membrane Biological Reactor，簡(jiǎn)稱MBR)技術(shù)，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)。它通過(guò)膜的分離技術(shù)，大大強(qiáng)化了生物反應(yīng)器的功能，具有設(shè)計(jì)操作簡(jiǎn)單、出水水質(zhì)良好、占地較小等諸多優(yōu)點(diǎn)，尤其適用于城市高層建筑和住宅小區(qū)生活污水的再生利用。通常回用技術(shù)需多種污水處理技術(shù)的合理組合, 即各種水處理方法結(jié)合起來(lái)深度處理污水, 這是因?yàn)閱我坏哪撤N水處理方法一般很難達(dá)到回用水水質(zhì)要求。

1.1 MBR工藝作用機(jī)理

膜生物反應(yīng)器是利用膜組件進(jìn)行固液分離，將截流的污泥回流至生物反應(yīng)器中，透過(guò)水外排。膜組件是MBR中最主要的部分，它是把膜以某種形式組裝成一個(gè)基本單元，相當(dāng)于傳統(tǒng)生物處理系統(tǒng)中的二沉池。在膜組件中，活性微生物與污水充分接觸，不斷氧化污水中的那部分能被其降解的有機(jī)物，而不能被微生物降解的有機(jī)物和無(wú)機(jī)物及活性污泥、懸浮物、各類膠體、大部分細(xì)菌則被截留，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)污水處理凈化的目的。

1.2膜生物反應(yīng)器的特點(diǎn)及應(yīng)用現(xiàn)狀

1.2.1 MBR工藝特點(diǎn)

MBR(膜生物反應(yīng)器技術(shù))是膜分離技術(shù)和污水生物處理技術(shù)有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物，該技術(shù)的特點(diǎn)是以超、微濾膜分離過(guò)程取代傳統(tǒng)活性污泥處理過(guò)程中的泥水重力沉降分離過(guò)程，由于采用膜分離，因此可以保持很高的生物相濃度和非常優(yōu)異的出水效果�？捎行�去除水中的有機(jī)物與氨氮等污染物質(zhì)，與其他生物處理技術(shù)相比具有以下特點(diǎn)：

(1)占地面積小，約為傳統(tǒng)工藝占地的1/2~1/3;

(2)高生物負(fù)荷率，可達(dá)2~5KgCOD/(m3•d);

(3)低污泥產(chǎn)率，為常規(guī)方法的10~30%;

(4)系統(tǒng)不受污泥膨脹的影響;

(5)出水水質(zhì)良好穩(wěn)定;

(6)抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，可適應(yīng)2~3倍的水質(zhì)、水量變化;

(7)自動(dòng)化程度高，運(yùn)行管理簡(jiǎn)便;

(8)模塊化，易于擴(kuò)建。它用膜分離取代傳統(tǒng)活性污泥處理工藝中的二沉池，而達(dá)到強(qiáng)化污水凈化效果的目的。

1.2.2 MBR工藝應(yīng)用現(xiàn)狀

國(guó)際上于20世紀(jì)90年代初期開(kāi)始進(jìn)入了實(shí)際應(yīng)用階段，用于去除懸浮物，COD，BOD，TP，TN及細(xì)菌，現(xiàn)在膜生物反應(yīng)器(MBR)工藝技術(shù)在單座污水處理廠的最大日處理量能達(dá)到10 000 m3/d的水平。我國(guó)MBR的研究還不到十年，但進(jìn)展十分迅速。國(guó)內(nèi)對(duì)MBR的研究大致可分為幾個(gè)方面，現(xiàn)在主要處于擴(kuò)大MBR的應(yīng)用范圍的階段，MBR的研究對(duì)象從生活污水?dāng)U展到高濃度有機(jī)廢水(食品廢水、啤酒廢水)與難降解工業(yè)廢水(石化污水、印染廢水等)，但以生活污水的處理為主。

2 MBR工藝在中水處理中的應(yīng)用

2.1 MBR工程應(yīng)用

MBR工藝處理污水，去除率高、處理效果穩(wěn)定且操作方便、占地面積小，能較好的應(yīng)用于居民住宅區(qū)等建筑密度較大的地區(qū)，目前國(guó)內(nèi)已有一些成功的案例可供參考。圖1為某小區(qū)中水處理MBR工藝圖。

圖1 某小區(qū)中水回用MBR工藝流程

該工藝的運(yùn)行周期內(nèi)，運(yùn)行情況良好，出水水質(zhì)可達(dá)到城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(GB/T18920-2002)的要求。

3. MBR工藝特點(diǎn)

MBR工藝作為一種新型污水處理技術(shù), 尤其是應(yīng)用于中水回用工程中, 具有以下特點(diǎn)：

(1)去除率高，出水穩(wěn)定。由于MBR膜的截留作用，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, 從而提高了體積負(fù)荷, 降低了污泥負(fù)荷，具有極強(qiáng)的抗沖擊能力。又由于膜的截留作用, 使SRT延長(zhǎng), 營(yíng)造了有利于增殖緩慢的微生物生長(zhǎng), 如硝化細(xì)菌生長(zhǎng)的環(huán)境, 可以提高系統(tǒng)的硝化能力, 同時(shí)有利于提高難降解大分子有機(jī)物的處理效率和促使其徹底的分解。在運(yùn)行過(guò)程中, 較大的水力循環(huán)，導(dǎo)致了污水的均勻混合，因而使活性污泥有很好的分散性, 大大提高了活性污泥的比表面積。

(2)處理負(fù)荷高，剩余污泥量少。由于SRT很長(zhǎng)，生物反應(yīng)器又起到了“污泥硝化池”的作用, 從而顯著減少了污泥的產(chǎn)量, 剩余污泥產(chǎn)量低, 污泥處理費(fèi)用低;MBR曝氣池的活性污泥不會(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)。

(3操作方便, 占地面積小。MBR使微生物完全截留在生物反應(yīng)器內(nèi), 實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器的水力停留時(shí)間(HRT)和污泥停留時(shí)間( SRT)完全分離, 使設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化, 易于一體化, 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制, 運(yùn)行控制較靈活。并可省去二沉池、砂濾池, 節(jié)省了占地面積和土建投資。

(4)解決了剩余污泥處置難的問(wèn)題。剩余污泥的處置問(wèn)題, 是污水處理廠運(yùn)行好壞的關(guān)鍵問(wèn)題之一，MBR工藝中, 污泥負(fù)荷非常低, 反應(yīng)器內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)相對(duì)缺乏, 微生物處在內(nèi)源呼吸區(qū), 污泥產(chǎn)率低, 因而使得剩余污泥的產(chǎn)生量很少，SRT得到延長(zhǎng), 排除的剩余污泥濃度大, 可不用進(jìn)行污泥濃縮, 而直接進(jìn)行脫水, 這就大大節(jié)省了污泥處理的費(fèi)用。

4 MBR工藝尚需解決的問(wèn)題

MBR在顯示出許多傳統(tǒng)工藝無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)時(shí)，也暴露出一些尚需改進(jìn)的地方，這是研究人員關(guān)注的焦點(diǎn)。

(1)膜制造技術(shù)需要進(jìn)步，膜質(zhì)量有待提高和膜制造成本需要降低，MBR的投資也會(huì)隨之降低。

(2)膜受到污染而導(dǎo)致膜通量的降低，如何減緩膜污染進(jìn)程從而維持膜通量是應(yīng)用膜工藝時(shí)所面臨的一大挑戰(zhàn)。

(3)雖然較高的污泥濃度能有效減小MBR的體積，但過(guò)高的污泥濃度對(duì)于MBR正常運(yùn)行是不利的，在運(yùn)行MBR時(shí)應(yīng)控制適當(dāng)?shù)奈勰酀舛取?/p>

4 結(jié)語(yǔ)

目前，對(duì)MBR系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析的結(jié)論存在較大的差別。主要是由于在MBR系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，對(duì)膜的處理能力(膜通量)與膜使用壽命的估計(jì)存在很大的差別，直接影響對(duì)膜生物反應(yīng)器的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)。然而MBR工藝作為一種新型的中水回用技術(shù)，具有運(yùn)行管理簡(jiǎn)單，出水水質(zhì)可達(dá)到城市雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求，以及占地面積小等優(yōu)點(diǎn)，今后將隨著國(guó)內(nèi)膜制造技術(shù)的提高以及各種新型MBR工藝的開(kāi)發(fā)，其經(jīng)濟(jì)成本和運(yùn)行費(fèi)將進(jìn)一步降低。因此可以預(yù)見(jiàn)，MBR在中國(guó)未來(lái)的中水回用領(lǐng)域，將會(huì)進(jìn)一步推廣并得到廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

【1】魏先勛、陳信常等.環(huán)境工程設(shè)計(jì)手冊(cè).湖南科學(xué)技術(shù)出版社. 1990年

【2】陳耀宗,姜文源,胡鶴鈞，等.建筑給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè).北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社, 1997

【3】 曾一鳴.膜生物反應(yīng)器技術(shù)[M]. 北京: 國(guó)防工業(yè)出版社, 2007.

【4】 楊玉森.污水處理與水資源利用[M]. 中國(guó)給水排水,2006.

---

轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明來(lái)自：http://www.jinnzone.com/gongyeshejilw/19160.html