膜生物反应器处理生活污水及中水回用

膜生物反应器(MBR)在处理生活污水中的优势与劣势作者：魏原青肖梅娟来源：《科技资讯》 2012年第34期魏原青肖梅娟(北京翰武时代科技有限公司北京 100025)摘要:北京某两个小区的中水处理工程,两个项目的处理水量均为200 t/d,原水水质均为优质杂排水,经过处理后达到回用水冲厕水质标准(GB/T 18920-2002),一个选用传统生物接触氧化工艺,一个选用膜生物反应器(MBR)工艺。

本人亲身参与设计方案、施工图的绘制、现场安装、运行调试、运行后的维护以及问题的解决。

两种工艺的工程均建成并稳定运行两年后,各种指标均达标国标标准的前提下,研究这两种工艺在处理生活污水方面的运行数据,分析并总结出膜生物反应器(MBR)在处理生活污水中的优势与劣势。

以现场工程实际参数为依据,并结合建成后的运行维护,包括两种工艺的占地面积、工艺流程、设备的选择、总装机功率、运行费用、维护费用、日常出现的问题等数据进行对比。

最后得出了膜生物反应器在处理生活污水中具有出水水质优质稳定、剩余污泥产量小、占地面积小,不受场地因素限制、操作管理方便,易实现自动化控制等优势,同时也存在初期投资成本高,当膜受到有机或者无机污堵时,清洗较为麻烦,鼓风机选型较大,噪音较高,耗电量较大等劣势。

关键词:膜生物反应器生物接触氧化工艺中水回用对比中图分类号:X52 文献标识码:A 文章编号:1672-3971(2012)12(a)-0103-04在人类生活和生产活动中,都离不开水,水的重要性越来越受到人们的关注,它是地球上一切生命赖以生存的基础,同时,也是大自然中不可或缺的一项重要资源。

但是,“水资源危机”已经在世界上许多国家和地区上出现,根据现有数据和有关专家预测,在本世纪末,尤其是下世纪初,“水资源危机”会成为各类资源危机之首,人类对水资源的保护迫在眉睫。

近年来,由于城市人口数量增加以及工业的迅速发展,尤其是人们生活水平的提高以及经济的发展,用水量也随之增大。

超声波振动膜生物反应器说明水污染与水资源短缺是21世纪面临的重大国际环境问题。

污水再生回用是保护环境和解决水资源短缺的重要途径之一。

广州宇明环保科技有限公司以生物技术和振动膜技术结合开发的超声波振动膜生物反应器是实现污水资源化的一项最新技术成果，并已经在生活污水处理、中水回用和高浓度有机废水处理与回用等方面得以成功应用。

尤其是一体式超声波振动膜生物反应器（以下简称反应器，英文缩写为CMBR、GMBR或ZCMR）具有占地面积小、处理效率高、出水水质好、运行稳定等优点，应用较广，技术较为成熟。

因国内还没有标准,为了规范一体式膜生物反应器污水处理装置的设计、安装及运行管理，推动这一技术的健康发展，提高污水处理的效率，加强污水资源化利用，特制定本规程和产品标准。

本规程适用于采用一体式超声波振动膜生物反应器处理污水和污水资源化利用方面的设备设计、安装、应用及运行管理。

超声波振动膜生物反应器所采用的膜形式不同，生物反应器的组装结构各异，按膜材料形式可分为板式、管式和中空纤维式；按结构可分为分体式（外置式）和一体式（内置式）。

本规程适用于由中空纤维膜组件构成的内置式超声波振动膜生物反应器。

对由平板式膜组件和管式膜组件构成的内置式反应器也可参照执行。

一体式超声波振动膜生物反应器的突出优点之一是：通过振动膜分离过程实现固液分离，提高生物反应器中活性污泥浓度和处理效率，改善了出水水质,解决了浓差积化和避免滤饼层污染难题,延长了膜2-4倍使用寿命。

在污水处理工艺中可以代替常规的二级生物处理或深度处理系统的二次沉淀池、振动过滤等过程。

一体式超声波振动膜生物反应器另一特点是：处理工艺简单，用地省、运行稳定等，可用于各种高浓度有机工业废水的处理回用、生活污水处理资源化工程和中水回用工程。

可达到较佳的治污节水、降低能耗的经济效益和环境效益。

高频超声波技术及其在工业废水处理中的应用说明由于生物处理对有些物质不能适用，这一传统的处理方法已经难以满足人们对于环境质量的严格要求。

膜生物反应器技术说明一、简介膜生物反应器(MBR)是膜分离技术与生物技术有机结合的新型水处理技术，它用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物质截留住，省掉二沉池，是目前最有前途的废水处理新技术之一，是公认的市政污水最终可行的中水回用技术。

二、分类目前在水处理行业中，膜生物反应器投入大规模实际应用，膜生物反应器依据膜组件，及原理有不同的分类。

下面我们就来了解一下膜生物反应器分类。

1、从整体上来讲，膜生物反应器分类有以下几种：膜分离生物反应器：膜分离生物反应器用于污水处理中的固液分离。

膜曝气生物反应器：膜曝气生物反应器中膜被用于气体质量传递，通常是为好氧工艺供氧(通常由曝气风机供氧和机械曝气供氧二种)，可以实现生物反应器的无泡曝气，大大提高反应器的传氧效率。

萃取膜生物反应器：萃取膜生物反应器主要用于工业中优先污染物的处理，选择性透过膜被用于萃取特定的污染物。

2、按照膜组件的放置方式可分为：分体式和一体式膜生物反应器分体式膜生物反应器把生物反应器与膜组件分开放置，膜生物反应器的混合液经增压后进入膜组件，在压力作用下混合液中的液体透过膜得到系统出水，活性污泥则被截留，并随浓缩液回流到生物反应器内。

一体式系统则直接将膜组件置于反应器内，通过的抽吸得到过滤液，膜表面清洗所需的错流由空气搅动产生，设置在膜的正下方，混合液随气流向上流动，在膜表面产生剪切力，以减少膜的污染。

一体式膜生物反应器工艺是污水生物处理技术与膜分离技术的有机结合。

3、按照膜生物反应器是否需氧：可分为好氧和厌氧膜生物反应器好氧膜生物反应器一般用于城市和工业的处理，好氧MBR用于城市污水处理通常是为了使出水达到回用的目的，而用于处理工业的主要为了去除一些特别的污染物，如油脂类污染物。

厌氧膜生物发生器中，通过膜的高效截留，不仅解决了厌氧污泥容易从膜生物反应器流失导致出水水质降低的问题，同时膜分离的作用还体现在对厌氧反应器的构造与处理效果的强化方面。

膜生物反应器(MBR)在污水再生深度处理中的工程应用摘要:山西山阴县污水处理厂再生深度处理一期工程1万m3/d,采用膜生物反应器(MBR)工艺,设计出水水质达到《工业循环冷却水处理设计规范》(GB50050)要求。

关键词:膜生物反应器(MBR) 污水再生深度处理近年来水资源短缺问题突出,城市污水再生深度处理回用是解决这一问题的重要途径。

膜生物反应器(Membrane Bioreactor,简称MBR)是一种膜分离与生物技术有机结合的新工艺,具有出水水质优良、稳定、占地面积小等优点,在工程中的应用日渐增多。

1 工程概况山阴县生活污水处理厂位于县城南城区东南角,2008年7月建成,规划处理能力1.5万m3/d,现设计水量1万m3/d,预留扩建5千m3/d 的条件。

污水处理厂采用“三沟式氧化沟”工艺,出水满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》的二级排放标准。

再生水深度处理后,设计出水水质达到《工业循环冷却水处理设计规范》要求。

2 设计水质与工艺流程2.1 设计水质山阴县污水处理厂再生水深度处理一期工程设计进、出水水质如表1所示,2.2 工艺流程氧化沟出水→调节池→膜格栅提升泵→膜格栅→生物池→膜池提升泵→MBR膜池→出水3 主要构筑物设计3.1 调节池及膜格栅集水池新建调节池一座,尺寸18m×15m×6m(长×宽×深),池内设2台潜水搅拌器,680转/min,功率4.0kW。

集水池与调节池共建,设方闸门1台(800mm×800mm),配手、电两用启闭机。

池内设膜格栅提升泵(潜水离心泵),3用1备,流量140m3/h,扬程11m,功率5kW。

3.2 膜格栅间膜格栅间一座,安装2台转鼓式细格栅,流量420m3/h,直径1000mm,过滤精度2mm,安装角度35°,不锈钢材质,功率1.5kW,细格栅渠道前后设4套叠梁闸(1100mm×900mm)。

膜生物反应器（MBR，Membrane Bioreactor）的面世结合了膜分离技术和生化技术并强化了生化处理效果，它可以取代活性污泥法中的二沉池，进行固液分离，大大提高反应器污泥浓度，出水水质良好、稳定，悬浮物和浊度接近于零。

经消毒后可直接回用于生活杂用水。

因此，中水回用方案中采用 MBR 膜系统，去除 COD，氨氮等污染物，再经消毒后回用。

生活污水通常含大量细菌，其中一些可能属于病原菌，再生水必需经过有效的消毒才能回用，特别是用作生活杂用水可能与人体接触。

二氧化氯消毒一般只起氧化作用，不起氯化作用，所以形成很少DBPs(消毒副产物，如三氯甲烷)。

它的氧化性能高于氯而仅次于臭氧，又因有剩余消毒效果而优于臭氧。

MBR出水SS接近于零，浊度很小，一般低于0.5NTU，有效氯直接持续作用于微生物，使微生物死亡或失去继续生存、繁殖的能力，因此可以确保出水水质不会对周围的生活环境造成危害。

MBR处理工艺结合了生化处理和膜分离技术，并且取代了二沉池进行固液分离，尤其是一体化膜生物反应器的出现给小型生活污水处理及回用带来新的出路。

与传统的生化处理比较有如下优点：（1）占地面积小，工艺简单、产水质量优、价格低。

（2）能够高效地进行泥水分离，出水水质良好、稳定，出水悬浮物和浊度接近于零，可直接回用。

（3）膜的高效截流作用，使微生物完全截流在反应器内，实现了反应器水力停留时间（HRT）和污泥龄（SRT）的完全分离，使运行控制更加灵活稳定。

（4）反应器内的微生物浓度高，可达10,000 毫克/升以上。

可控制较长的SRT，有利于硝化菌的截流、生长和繁殖，氨氮去除率高。

（5）膜分离使污水中的大分子难降解成分，在体积有限的生物反应器内有足够的停留时间，有利于专性菌的培养，大大提高了难降解有机物的降解效率,COD 去出率高。

（6）遭受负荷或毒性物质冲击发生污泥膨胀时，细菌不会随水流失，当来水水质正常后，系统可快速恢复正常工作。

膜生物反应技术在环境工程污水处理中的运用摘要：降低水体污染、提升污废水处理后的出水质量，是现阶段我国生态建设的重要任务，也是“绿水青山”得以实现的基础。

膜生物反应技术是水污染处理技术领域中效果好、运行稳定、适用范围广的技术种类，已经在我国多个污废水处理领域中得到尝试应用。

本文从膜生物反应技术本身入手，分析并探讨此类技术在环境工程污水处理中的实际应用，以及应用需关注的要点，为充分发挥膜生物反应技术价值提供一些参考。

关键词：膜生物反应技术；污废水；处理引言：膜生物反应技术以膜分离技术为基础，结合微生物处理技术，形成了污水处理效果更优秀的处理模式。

污水通过膜生物反应技术进行有机、无机分离和去除，不必在尾端添加二沉池，缩减了污水处理环节的长度，提升了污水处理效率；污水处理实现了物质分离和针对性处理，减轻了处理过程的干扰强度，提升了污水处理出水质量，使处理后的出水达到中水回用甚至更高的标准。

1 膜生物反应技术1.1 优劣势膜生物反应技术的优势在于去除了二沉池，防止了微生物流失问题，提高了污水处理的质量和效率，在污水处理领域中的适用性较为广泛，基本能够覆盖从生活污水、生产废水到精细化工废水领域；劣势在于膜上的微生物容易因为污水成分变化而死亡，膜组件容易堵塞，造成处理效果下降、通水量下降的现象，严重影响膜生物反应技术的应用成果。

1.2 设备膜生物反应技术应用于污水处理过程，通常采用一体式设备的形式，提高膜组件安装、维修、更换的效率，也减少了占地面积，使膜生物反应技术能够进入到污水就地处理、中水回用等小型处理领域。

膜生物反应设备中，微生物膜所处的位置不同形成了不同的反应设备。

膜组件位于反应器内的属于一体式膜生物反应器，膜通量较小、容易出现堵塞污染，占地面积小、出水处理效果高但维修成本偏高[1]。

膜组件与生物反应器分开的属于分离式反应器，经过膜组件分离的污水再进入生物反应器，整个过程避免了生物反应器中的微生物流失，但分离后的污水进入反应器容易影响微生物的活性，影响膜生物反应器的出水处理效果。

MBR一体化污水处理设备技术说明当今社会人们对环境越来越重视，中水回用已经在水资源的循环利用上得到了快速发展。

在中水回用系统中MBR技术的应用，因其操作简单，占地小，出水水质好等优势也得到了广泛的认可。

一体化污水处理膜生物反应器（Membranc Biological Rcactor，简称MBR）技术，是膜分离技术与生物技术有机结合的新型水处理技术。

它通过膜的分离技术，大大强化了生物反应器的功能，具有设计操作简单、出水水质良好、占地较小等诸多优点，尤其适用于城市高层建筑和住宅小区生活污水的再生利用。

MBR工艺原理∶MBR一体化污水处理设备是利用膜组件进行固液分离，将截流的污泥回流至生物反应器中，透过水外排。

膜组件是MBR中最主要的部分，它是把膜以某种形式组装成一个基本单元，相当于传统生物处理系统中的二沉池。

在膜组件中，活性微生物与污水充分接触，不断氧化污水中的那部分能被其降解的有机物，面不能被微生物降解的有机物和无机物及活性污泥、悬浮物、各类胶体、大部分细菌则被截留，从面实现对污水处理净化的目的。

MBR工艺在中水处理中的应用MBR工艺处理污水，去除率高、处理效果稳定且操作方便、占地面积小，能较好的应用于居民住宅区等建筑密度较大的地区，目前国内已有一些成功的案例可供参考。

1、制药、制糖、酒精、皮革、造纸等高浓度有机废水的处理。

这类废水用常规的处理方法处理出水难以达到排放标准的要求，而MBR膜生物反应器以其技术上的优势，完全可以对其进行有效处理，出水甚至可以达到回用标准。

2、食品污水处理。

3、畜牧业污水处理。

4、各类企业的原有污水处理站的达标改造、水量增容、回用改造等。

5、办公大楼、住宅小区、医院、宾馆、学校、体育场馆等各类民用建筑的污水处理或中水回用系统。

6、无排水管网系统的地区，如旅游风景区、渡假区、别墅、饭店、小居民点、车站、收费站、临时工地等的生活污水处理。

7、洗车场、洗车房的回用水处理等。

膜生物反应器在高校生活污水处理改造工程中的应用摘要：本文主要介绍膜生物反应器在高校生活污水处理改造工程中的应用。

关键词：膜生物反应器；生活污水；改造工程中图分类号：u664.9+2文献标识码：a文章编号：随着学院的快速发展，学生规模不断壮大，校园面积不断扩大，水资源不足问题开始显现且日趋严重，原有的供排水系统不足之处也逐渐暴露出来。

同时新的渭河流域水体排放标准出台。

所以陕西各高校均对污水处理系统进行提标改造。

本文主要结合陕西某高校的生活污水处理工程，介绍了膜生物反应器在生活污水处理改造工程中的应用。

1.工程概况本污水站日处理最大水量为：3500m3/d，新扩建生活污水经综合处理后达到《城市污水再生利用景观环境用水》（gb/t18921-2002）的水质标准及《黄河流域（陕西段）污水综合排放标准》（gdb61/224-2011）“一级”排放标准a标准，主要指标如下：cod ≤50mg/l，bod≤10mg/l，ss≤10mg/l，nh3-n≤4mg/l，tp≤0.5 mg/l，ph：6.5-8.5。

该污水处理站于2012年3月开始试生产，于2012年7月通过环保验收，整个工艺稳定、高效，可以保证污水处理系统出水稳定、排放达标。

2.污水特征水源为教学区办公污水及生活区生活污水，经过预处理之后，悬浮物较少，生化性好；高等院校在一天内的排水特性为排水时间相对集中，且水量波动大，变化快，水量不够稳定；同时考虑院校具有教学期及寒暑假期的特殊性，在一年内在不同的季节上也存在“丰”“枯”水期，对整个污水处理系统有着较大的冲击性。

3.工艺描述3.1工艺流程本污水站扩建系统主体工艺采用：原有前处理段+厌氧+缺氧（反硝化）+膜生物反应器工艺。

好氧段采用新建膜生物反应器，厌氧及缺氧段利用原有池体改造。

污水汇流后进入原污水处理系统调节池之后，经泵提升进入改扩建污水处理系统。

3.2膜生物反应器概述膜生物反应器膜组件单元（超滤膜或微滤膜）是将膜的高效分离技术与生物降解作用相结合而成的一种新型高效的污水处理与回用工艺。

工艺方法——中水回用技术工艺简介“中水”是指生活污水或工业废水经处理后，达到一定的水质标准，可在一定范围内重复使用的非饮用水。

“中水”一词是相对于上水（给水）、下水（排水）而言的。

中水回用技术是指将工业废水、矿井水和居民生活用水集中处理后，达到一定的标准回用于工业生产和小区的绿化浇灌、车辆冲洗、道路冲洗、家庭坐便器冲洗等，从而达到节约用水的目的。

通俗来说，中水回用就是指部分废水的回收处理和再利用。

中水的来源可以是城市居民生活污水、工业废水、地面降水等等。

1、活性炭吸附技术活性炭以其极大的比表面积而对微量污染物有良好的吸附作用。

污水在重力作用下通过一定厚度的活性炭介质，去除水中臭味、重金属、溶解性有机物、放射性元素及消毒副产物等。

但该技术对进水水质要求较高，且活性炭在吸附一段时间后达到饱和，需进行清洗后才可重复利用。

因此该技术一般只作为微污染污水的预处理工艺或污水二级处理后的深度处理工艺使用。

2、生物处理技术在实际中水回用过程中，常规生物处理技术的应用并不多，因为其出水水质不易达到回用标准，所以现在多采用生物处理法与其他技术联用的方式，主要包括好氧生物法、厌氧生物法及氧化沟、氧化塘等工艺。

改良后的生物处理技术适用于有机物相对含量较高的杂排水和集约化程度较高的中水回用工程，具有耐冲击负荷、出水水质高、运行成本小、运行较为稳定、剩余污泥量少、操作维护简单等优点。

但因微生物生长对pH值、温度等的要求较高，应用该工艺时需注意将进水控制在微生物群落能够接受的环境条件下。

3、膜分离技术常见的膜分离技术有纳滤、超滤、微滤、反渗透和电渗析等。

该技术具有设备简单、能耗较低、无需添加任何药剂、去除效率高、无二次污染等优势，被视为21世纪最具应用前景的水处理技术之一。

且相较于传统分离工艺，该技术能够在常温下操作且无相变，出水水质高且稳定，但其缺点在于膜的生产技术要求较高，膜易被污染，不易清理，故工艺建设使用成本较高。

因此为推进膜分离技术的广泛应用，在未来的研究中应致力于解决膜生产及膜污染问题。

浅谈中水回用的处理随着社会经济的发展和人口的急剧增长，人类对水的需求不断增加，加之人类用水的不科学和水体的严重污染，使可利用的水资源日趋锐减。

目前，水资源危机已成为所有国家在政策、经济和技术上所面临的重大资源环境问题，水资源危机发展将更加迅速，前景令人担忧。

为了解决城市缺水问题，应在加大节水力度、治理城市水污染的同时，积极开展污水资源化的研究，提高污水回用率，从而有效的实现城市水资源的可持续利用。

中水回用即城市污水或生活污水经污水处理厂处理后，作为城市给水，回用于农业、工业、市政工程以及生活杂用等方面。

是污水资源化、有效地利用水资源的直接措施。

一、系统选择中水处理及回用需按市政条件分三种情况考虑：1、有市政中水管网，有市政排水管网：小区内排水采用污废合流（雨水系统单独考虑），排水经化粪池简单处理后排入市政污水管网。

中水系统水源为市政中水。

2、无市政中水管网，有市政排水管网：小区内排水采用污废分流。

污水经化粪处理后排入市政污水管网；废水经小区废水管网收集至小区中水处理站，处理达到回用标准后回用。

中水系统原水为小区回收的杂排水。

3、无市政管网：小区内排水采用污废合流。

排水经化粪池处理后经小区污水管网收集至小区污水处理站，处理达到回用标准后回用。

中水系统原水为小区内回收的排水。

二、中水回用范围合理设计中水回用系统，需要根据小区内用水情况，结合中水供应量，合理确定中水的回用范围。

前面分析的三种情况中第二种最为复杂，现结合工程实例进行说明：1、某工程概况：总建筑面积22.4万平米，包括商业，人防、地下车库和住宅等。

住宅最高日用水量1091.6m3/d，地下车库用水量31.5 m3/d，绿化、道路浇洒用水量37.8 m3/d，配套共建用水量10.5 m3/d.2、水量计算：1）住宅中水用水量（仅用于冲厕）：1091.6×21.3％＝232.5 m3/d2）中水原水优先采用优质杂排水：盥洗和淋浴用水3）作为中水水源的水量：0.9×0.85×1091.6×（29.3＋6.5）％＝299 m3/h4）按规范“用作中水水源的水量宜为中水回用水量110％～115％”确定中水回用范围：299＜（232.5+31.5+37.8）且299/（232.5+31.5）=1.13299/（232.5+37.8）=1.11所以中水可回用于：冲厕、车库用水或冲厕、绿化浇洒、道路清扫。