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典型膜生物反应器工艺流程分析比较

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广西轻工业GUANGXI JOURNAL OF LIGHT INDUSTRY 资源与环境2010年8月第8期（总第141期）１膜生物反应器1.1概述膜生物反应器为膜分离技术与生物处理技术有机结合的新型废水处理系统。

主要利用沉浸于好氧生物池内膜分离设备截留槽内生物处理后的活性污泥与固体物。

因此系统内活性污泥（MLSS）浓度及污泥龄（SRT）将可提高2~4倍以上，相对水力停留时间（HRT）可大为减少，而难降解的大颗粒物质在处理池中亦可不断反应而降解，因此膜生物反应器通过膜分离技术可最大限度的强化了生物反应的功能。

膜生物反应器主要由膜分离组件及生物反应器两部分组成。

通常提到的膜生物反应器实际上是三类反应器的总称：①曝气膜生物反应器（MABR）；②萃取膜生物反应器（EMBR）；③膜分离膜生物反应器（MBR）。

根据膜组件和生物反应器的组合方式，可将膜-生物反应器分为分置式、一体式以及复合式三种基本类型。

1.2MBR应用领域（1）城市污水处理及建筑中水回用1967年第一个采用MBR工艺的废水处理厂由美国的Dorr-Oliver公司建成，这个处理厂处理14m3/d废水。

90年代中期，日本就有39座这样的厂在运行，最大处理能力可达500m3/d，并且有100多处的高楼采用MBR将污水处理后回用于中水道[1]。

1997年，英国Wessex公司在英国Porlock建立了当时世界上最大的MBR系统，日处理量达2000m3，1999年又在Dorset的Swanage建成了13000m3/d的MBR工厂[2]。

（2）工业废水处理90年代初，美国在Ohio建造了一套用于处理某汽车制造厂的工业废水的MBR系统，处理规模为151m3/d，该系统的有机负荷达6.3kgCOD/m·d，COD去除率为94%，绝大部分的油与油脂被降解[3]。

在荷兰，一脂肪提取加工厂采用传统的氧化沟污水处理技术处理其生产废水，由于生产规模的扩大，结果导致污泥膨胀，污泥难以分离，最后采用Zenon的膜组件代替沉淀池，运行效果良好[4]。

（3）微污染饮用水净化随着氮肥与杀虫剂在农业中的广泛应用，饮用水也不同程度受到污染。

LyonnaisedesEaux公司在90年代中期开发出同时具有生物脱氮、吸附杀虫剂、去除浊度功能的MBR工艺，1995年该公司在法国的Douchy建成了日产饮用水400m3的工厂。

出水中氮浓度低于0.1mgNO2/L，杀虫剂浓度低于0.02μg/L。

（4）粪便污水处理日本已开发出被称之为NS系统的屎尿处理技术，最核心部分是平板膜装置与好氧高浓度活性污泥生物反应器组合的系统。

NS系统于1985年在日本琦玉县越谷市建成，生产规模为10m3/d，1989年又先后在长崎县、熊本县建成新的屎尿处理设施。

到1994年，日本已有1200多套MBR系统用于处理4000多万人的粪便污水。

（5）土地填埋场/堆肥渗滤液处理MBR技术在1994年前就被多家污水处理厂用于该种污水的处理。

通过MBR与RO技术的结合，不仅能去除SS、有机物和氮，而且能有效去除盐类与重金属。

最近美国Envirogen 公司开发出一种MBR用于土地填埋场渗滤液的处理，并在新泽西建成一个日处理能力为401500m3/d的装置，在2000年底投入运行。

２典型膜生物反应器的应用应用在污水处理中的膜生物反应器，主要是超滤和微率膜对生活污水和工业废水进行处理，目前其基建投资比常规生物处理法高，处理水量下，主要用于小型污水处理厂的污水处理，但节省面积、处理效果好、出水可直接回用等优点，在国内外以有很多应用实例，在现在的城市污水改造中也有应用，对特种废水的处理应用也有其特殊优势。

2.1Kubota膜生物反应器工艺极其城市污水处理实例2.1.1Kubota膜生物工艺介绍Kubota平板式淹没膜生物反应器主要应用于小型家庭污水处理，经过几十年的发展现在已经是成熟的工艺了，正被逐渐推广开来，应用于越来越多的领域。

Kubota平板式淹没膜生物反应器处理后出水水质较好，并达到回用的要求。

在该工艺中，膜组件淹没于曝气池中。

同所有的膜生物反应器一样，典型膜生物反应器工艺流程分析比较刘惠芳，孙孝龙（西南林业大学环境科学与工程系，云南昆明６５０２２４）【摘要】介绍了膜生物反应器的工艺组成和特点、膜分离膜生物反应器工艺类型、处理污水的优缺点，简明介绍了膜生物反应器在不同领域的应用，针对当前国际上应用最广的三种膜生物反应器工艺流程进行介绍，对Kubota平板淹没式膜生物反应器、ZenoGem淹没式中空纤维膜生物反应器、Pleide分置式平板膜生物反应器三种膜生物反应器在的应用实例进行对比分析研究。

【关键词】膜生物反应器；污水处理；膜污染；Kubota，Zenon；O relis【中图分类号】X703.1【文献标识码】A【文章编号】1003-2673(2010)08－128－02Kubota工艺可以在较高的污泥浓度下运行，一般MLSS在15000~20000mg/L范围内，标准的Kubota装置包括两部分，上部为150个插入玻璃纤维加强塑料外壳的平板膜，平板膜间有约7mm的距离。

Kubota的下部在匹配的外壳内安装了粗气扩散器，气泡和活性污泥可以在上部的平板膜之间流动。

2.1.2Kubota膜生物应用Porlock是英国北Somerset海岸的一个约4000人的村庄，Kubota污水处理装置即建在从该村庄和周围山上能够俯视到较低的地方，出水排入近海滨的海水中由于要求所建污水厂和周围环境融合为一体，因此处理装置应具有高效的特点。

该污水厂于1998年2月开始运行。

污水厂最大处理规模为1900m/d，共有24个Kubota膜单元，分别安装于4个好氧反应器中。

处理水依靠重力流流经各反应器。

在运行的前14个月，出水水质很好，类似于中试试验的结果，一般最终出水的BOD不超过5mg/L，并且不受进水BOD变化的影响；细菌的平均去除率为6log，其中肠道病毒和大肠杆菌噬菌体等病毒的平均去除率为4log；出水的浊度平均0.3NTU。

表1英国Porlock村庄KubotaMBR的处理效果2.2Ze non公司的Ze noGe m工艺及其工程实例2.2.1ZenoGem工艺介绍ZenoGem工艺是Zenon市政系统公司开发的具有专利权的淹没式MBR工艺，并首次将管式超滤膜和活性污泥法相结合进行产业化应用。

为了将这一工艺用于大型城市污水污水处理，Zenon市政系统公司又开发了中空纤维膜。

命名为Zee-Weed。

ZeeWeed是一种抗氯微滤中空纤维膜。

其孔径为0.1um，外径为1.9um，过滤从管外向内进行。

膜组件由垂直框架及安装于其上的中空纤维膜构成，大气泡曝气器安装于底部水池，用来搅动中空纤维膜和池内混合物。

膜组件安装于盒式框架中，它们构成了该工艺的物理单元，几个框架平行排列，并可共用同一台泵。

2.2.2ZenoGem工艺应用ZenoGem工艺应用于美国科罗拉多州的Arapahoe县的污水处理厂污水处理厂的改造[5]，原处理规模为3030m3/d，有两个长方形的SBR混泥土池子，每个池子的有效容积为1135m3。

工程要求改善原污水厂出水水质并提高处理流量至3785m3/d，同时出水的总氮和总磷要求也比较严格，分别需达到10mg/L和0.2mg/L以下。

ZenoGem工艺运行过程中的MLSS浓度为12000~20000mg/L，其中挥发性组分占55%~70%，这一较低的比例是由于为除磷加入了三氯化铁的缘故。

为维持一定的污泥浓度，剩余污泥量为53~68m3/d，污泥龄为14.4~18.6d，污泥净产量约为0.8kgTSS/kgBOD，其中约25%为与除磷有关的化学污泥。

表2美国科罗拉多州的Arapahoe县城市污水处理厂改造为ZenoGem工艺的运行条件2.3P le ide膜生物反应器及工程实例2.3.1Pleide膜生物反应器Pleide膜组件由Orelis和MCI共同开发的分置式膜生物反应器，其平板膜材料为聚丙烯晴，切割分子量为40000。

这些膜板置于不锈钢外壳中，并放置在生物反应器外面，液体通过膜组件的速率由循环速率决定，范围在1~2m/s之间，具体数值取决于主体溶液的滤过性。

空气通过文丘里管进入循环回路。

该工艺的能耗为1~3kW/m3。

系统可维持100L/（m2·h）的通量30~45d，而无需进行膜清洗。

2.3.2Pleide膜生物反应器工程实例在日本东京Mori大厦的地下室中安装了一个Ubis处理装置，用于处理建筑灰水并回用，该装置设计流量为500m3/d，一般在处理水量为100m3/d时，Ubis处理装置要求45m3的总容积，34m2的膜面积和6m3的生物反应器。

处理100m3/d的水量。

超滤膜组件的设计采用了可以产生涡流的发生器装置，因此可以在较长时间内维持较高的膜通量。

一般经过45天，通量才从120L/（m2·h）降到100L/（m2·h）。

现场化学清洗每45天进行一次。

能耗指标约为每立方米污水3kW/h。

Mori大厦MBR 的运行效果见表3。

表3日本东京Mori大厦Ubis膜生物反应器的运行效果３结语国外膜生物反应器在污水处理中的应用范围和规模不断增加，其中绝大部分是好氧膜生物反应器，且一体式膜生物反应器的应用数量略大于分体式膜生物反应器。

膜生物反应器作为一种新型的污水处理装置，在经历了几十年的发展之后，今天已经广泛应用于生活污水和工业污水的处理，而且由于其处理效果好，现在在很多方面表现出取代传统工艺的趋势。

3.1MBR应用的重点领域和方向几十年来膜生物反应器已经应用于很多领域，获得了很大的成功，根据膜生物反应器的特点，其主要应用领域为：（1）现有城市污水处理厂的更新升级，特别是出水水质难以达标或处理流量剧增而占地面积无法扩大的水厂；（2）无排水管网系统的小区，如居民点、旅游度假区、风景区等；（3）有污水回用需求的地区或场所，如宾馆、洗车业、流动厕所等充分发挥MBR 占地面积小、设备紧凑、自动控制、灵活方便的特点；（4）高浓度、有毒、难降解工业废水处理，如造纸、制糖、酒精、皮革、合成（下转第146页）（上接第129页）脂肪酸等行业；（5）MBR可以对某些常规处理工艺无法达标的废水进行有效的处理，并实现回用，如：垃圾填埋厂渗滤液的处理及回用；（6）MBR在小规模污水厂（站）的应用，膜技术的特点十分适合处理小规模污水。

3.2MBR未来的研究重点在未来的研究中我们应该重点把握的有：（1）膜污染的机理及防治；（2）MBR工艺流程形式及运行条件的优化；（3）MBR污泥产率与运行条件的关系，合理减少污泥产量，降低污泥处理费用；（4）MBR生物反应器内微生物的代谢特性及其对出水水质、污泥活性等的影响，从而确定适宜的微生物生长及代谢条件；（5）MBR工艺经济性研究；（6）在目前国内经济发展水平、膜产品供应状况和规范设计要求的条件下，MBR用于污水处理的最大经济流量的确定；（7）以节能、处理特殊水质对象、兼具脱氮除磷、操作维护简便、可以长期稳定运行等为目标，开发新型的膜生物反应器。

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a2o膜生物反应器法

a2o膜生物反应器法

a2o膜生物反应器法A2O膜生物反应器法是一种高效、节能、环保的废水处理技术，广泛应用于工业废水处理领域。

本文将介绍A2O膜生物反应器法的原理、工艺流程以及其在废水处理中的应用。

一、A2O膜生物反应器法的原理A2O膜生物反应器法是将传统的生物处理工艺和膜分离技术相结合的一种废水处理方法。

它主要由三个功能单元组成：好氧池、厌氧池和膜分离单元。

好氧池主要用于有机物的降解，厌氧池主要用于氮磷的去除，膜分离单元用于固液分离。

在A2O膜生物反应器中，废水首先进入好氧池，通过好氧池中的活性污泥对有机物进行降解。

废水中的有机物在好氧条件下被微生物氧化成二氧化碳和水，并释放出能量。

随后，废水进入厌氧池，通过厌氧池中的微生物对氮磷进行去除。

微生物在厌氧条件下利用有机物作为电子供体，将硝酸盐还原成氮气，并将磷酸盐通过聚磷酸菌的吸附和沉淀去除。

最后，经过好氧池和厌氧池处理后的废水进入膜分离单元，通过微孔膜的过滤作用，将悬浮物、胶体、细菌等微生物截留在膜表面，使废水得到净化。

二、A2O膜生物反应器法的工艺流程A2O膜生物反应器法的工艺流程包括进水、好氧池、厌氧池、膜反应器、脱水和排放等环节。

1. 进水：废水经过预处理后，进入A2O膜生物反应器系统。

2. 好氧池：废水在好氧池中与好氧微生物接触，有机物被氧化降解，产生二氧化碳和水。

好氧池中的氧气通过曝气系统供应。

3. 厌氧池：经过好氧池处理的废水进入厌氧池，在厌氧条件下，微生物利用有机物进行脱氮和除磷作用。

4. 膜反应器：经过好氧池和厌氧池处理的废水进入膜分离单元，通过膜的过滤作用，将悬浮物、胶体等微生物截留在膜表面，实现固液分离。

5. 脱水：膜分离后的液体部分称为滤液，滤液通过排水系统排出，可作为再生水或进一步处理。

6. 排放：经过A2O膜生物反应器处理后的废水达到排放标准，可安全排放到环境中。

三、A2O膜生物反应器法的应用A2O膜生物反应器法广泛应用于工业废水处理领域，特别适用于高浓度有机废水和含氮磷废水的处理。

膜生物反应器运行比较

膜生物反应器运行比较

膜生物反应器的运行比较摘要：介绍了膜生物反应器的特点，并对外置式和浸没式mbr 的工艺及运行进行具体分析比较，指出降低能耗的方向。

关键词：膜生物反应器好氧曝气错流运行膜通量动力能耗中图分类号：文献标识码：a1 前言水资源短缺和水环境污染造成的水危机一直是制约我国经济和社会发展的重要因素。

尽管近年来，国家和政府加大了对环境项目的投资及建设力度，并出台及改进相应政策法规，使在部分地区取得一定环境治理成效，但总体上我国水环境污染仍然呈日趋严重。

水环境质量的恶化与经济的高速发展，迫切需要适合时代发展的污水资源化技术，以缓解水资源短缺问题。

因此，各种新型、改良型的高效废水处理工艺及技术应运而生，膜生物反应器（membrane bioreactor，简称mbr）便为其中之一。

膜生物反应器是指将膜分离技术中的超滤或微滤组件与污水处理中的生物反应器相结合而成的一种新型废水处理系统。

它利用膜处理单元代替了传统生物处理工艺中的二沉池。

由于膜生物反应器将htr与泥龄分开，故可在低htr和长泥龄运行，解决了活性污泥法中污泥流失问题和细菌膨胀、污泥产气问题，增加含氮化合物与难降解有机物质的去除率；高污泥浓度和完全的固体截留使其可在低有机负荷运作，且污泥产量降至活性污泥法的一半。

该工艺与传统废水生物处理工艺相比，具以下优势：出水水质好，有机物、悬浮物、细菌等有毒物质均被滤除，出水可直接回用，可满足日益苛严的废水处理排放标准和对废水循环利用需求的剧增；活性污泥浓度高，耐负荷冲击能力强，适用于难降解有机废水；设备占地小、剩余污泥产量低和便于自动控制。

尽管膜组件价格偏高，会产生膜污染是膜生物反应器的主要缺点，却并不妨碍其成为当前最有前途的废水处理新技术之一。

该技术在中国研究发展也有十来年了，现已经在含油及难生物降解有机废水处理领域得到越来越多的工程应用，并取得不错效果。

膜生物反应器按其膜组件与生物反应池的相对位置不同可分为浸没式和外置式两种。

膜生物反应器(MBR)介绍

膜生物反应器(MBR)介绍

膜生物反应器（MBR）介绍一、MBR技术简介膜生物反应器（MBR）是将传统的生物反应器和微孔膜技术结合而成的一种新型的污水处理技术，其以微孔膜这种精密的分离膜为核心，同时利用生物膜反应技术（MBR）进行处理。

MBR技术的特点是系统用膜代替了传统的澄清池，其效果显著，具有高水质、稳定性好、操作维护简单等特点，在市政府和工业废水处理中得到广泛的应用。

二、MBR技术工艺流程MBR技术的处理过程分为生物反应池、膜分离系统、超滤泵等组成部分，其处理流程基本如下：1、进水：污水通过污水泵送入MBR系统中。

2、生物反应池：利用生物学的原理，将水中的有机物质和氮磷等污染物质进行生物降解处理，转变为水体中的微生物和矿化物等。

这一过程需要在适宜的氧气含量和温度条件下进行，以便较好的实现污水的脱氮、脱磷和去除COD等作用。

3、膜分离系统：MBR系统的核心部分是孔径微小的微孔膜，这种膜可以分离出生物反应池中水中的颗粒物、微生物、病毒等杂质物，以保证水质过滤要求。

根据实际的处理工艺和出水质量要求，膜分离系统的膜孔径一般控制在0.1~0.5μm之间。

除了控制孔径外，还要根据实际技术要求和生产过程控制反洗周期、膜污染预警和自动清洗等工艺参数，以确保膜的分离效能和长期稳定性。

4、超滤泵：清水经过膜过滤后，外层的膜表面会沉积一定量的污垢，这些污垢需要定期进行反冲和清洗，以保证系统的正常运行和长期的使用寿命。

超滤泵则是用于维持膜的正常工作状态，清洗和预警报警等维护工作。

三、MBR技术应用场景1、市政污水处理MBR技术在市政污水处理中有着广泛的应用，其处理效果稳定、出水水质高、占地面积小等优势特点受到了市政府的青睐。

目前国内外的城市污水处理厂中，MBR工艺已经成为一种比较成熟和高效的处理技术。

2、工业废水处理MBR技术在工业领域中也有着很广泛的应用，其处理效果稳定，能够防止难降解或难分解的污染物通过生物反应器直接进入自然环境中，减少污染对环境的影响。

生物膜法的典型工艺流程并加以说明

生物膜法的典型工艺流程并加以说明

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