膜生物反应器污水处理技术

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收稿日期:2009-01-22作者简介:胡政波(1953-),男,高级工程师,主要从事环境工程设计与评价1膜生物反应器污水处理技术胡政波(中冶东方工程技术有限公司,内蒙古　014010)摘要:饮用水水源的污染日益严重,对人类的健康带来了极大的危害,对净水技术提出了新的挑战。常规水处理工艺对城市生活污水、化工污水的净化很难达到排放标准,膜生物反应器污水处理技术能很好地实现对污水的彻底处理,出水水质稳定安全,完全可达日益严格的排放标准。本文对膜分离生物反应器(MS2BR)、膜曝气生物反应器(MABR)和萃取膜生物反应器(EMBR)的特点、工艺及优点进行了介绍和分析。关键词:膜生物反应器;工艺;特点中图分类号:X70311文献标识码:A文章编号:1007-0370(2010)01-0052-03

MEMBRANEBIOREACTORFORWASTEWATERTREATMENTTECHNOLOGYHUZhengbo(BERISEngineeringandResearchCorporation,InnerMongolia　014010) Abstract:Pollutionofdrinkingwatersourcesbecomesincreasinglyseriousandhasdonegreatharmtohuman’shealthy.Newchallen2gesarecarriedouttowaterpurificationtechnologies.Conventionalwatertreatmentprocessesofmunicipalwastewaterandchemicalwastewateraredifficulttoachieveemissionstandards.Membranebioreactor(MBR)technologyiswelltoachieveacompletetreatmentofsewageandthequalityofoutputwaterisstableandsecuritywhichcanbeuptoincreasinglystringentemissionstandards.Inthisarticle,thecharacteristics,processandbenefitsofmembraneseparationbioreactor(MSBR),membraneaerationbioreactor(MABR)andextractionmembranebioreac2tor(EMBR)areintroducedandanalyzed.Keywords:Membranebioreactor;Processes;Characteristics前言膜生物反应器(Membranebioreactor,MBR)是由膜分离技术和生物反应器相结合形成的生物化学反应系统,该系统在废水处理中的应用及其研究正备受人们的关注[1]。膜生物反应器由微滤(MF)或超滤(UF)膜过滤取代传统生化处理技术中的二次沉淀池,其优点有系统运行稳定,流程简单,处理效率高,出水水质好,设备占地面积少,系统操作管理简便,易于实现自动化控制等等[2]。将MBR技术用于废水处理系统,提高了泥水分离效率,

并且由于曝气池中活性污泥浓度的提高和污泥中特效菌(特别是优势菌种)的出现,加快了生化反应速率,从而提高了对水体中有机物与营养物的降解和去除[3]。如今,MBR工艺在水资源再生利用方面已发挥了巨大的作用,运用MBR工艺来处理生活

—25—北方环境　第22卷　第1期　2010年2月污水和工业废水已突显成效[4,5]。1　膜生物反应器的类型把膜技术与处理污水的生物反应器结合起来的工艺已经发展成为三种类型的膜生物反应器:①用于固体的分离与截留;②用于在反应器中进行无泡曝气;③从工业污水中萃取优先污染物[6]。膜与生物工艺的结合通常大多是用来取代沉淀池的,例如用来分离微生物(如图1)。除此之外,膜也可以采用其他两种方式与生物工艺结合来处理污水。第一种:膜可以用于进行气体的传质,一般是指好氧工艺中的氧气,如图2。第二种:膜可以用来控制营养物质向生物反应器中的传输或者从污水中萃取污染物质,而这些污染物质采用常规生物工艺则无法进行处理,如图3。然后这些目标污染物在一个反应器中被去除,反应器中的环境适于采用生物处理方法对之进行处理[7]。2　膜生物反应器的优点表1列出了不同的MBR各自的主要优点和缺点。明显可以看出,膜技术与生物污水处理工艺相结合来处理污水与以前的污水处理工艺相比有其独到之处,特别是占地面积小、设备集中、模块化,并且具有升级改造的潜力。

图1　固-

液分离膜生物反应器图2　氧气传质膜生物反应器(附着生长生物膜的单根中空纤维的情况)

图3　萃取膜生物反应器3　结论经过MBR处理后的出水水质远远超出了世界上现有的水质标准,而且也会满足未来日益严格的标准。这些因素加上流程不断优化和膜价格的不断降低,将保证MBR工艺的未来发展。同时MBR的研究还会继续下去,以使生物工艺和膜工艺之间的协同作用越来越优化。膜曝气生物反应器(MABR)和膜萃取生物反应器(EMBR)技术已经成功证明了膜工艺与污水生物处理工艺以独特的方式结合可以强化处理能力的性质。随着MABR和EMBR技术的进一步发展,二者将—35—膜生物反应器污水处理技术　胡政波会进入污染水处理领域的多种工艺选择范围之中,特别是在工业污水的现场处理领域。表1　不同的MBR的优点和缺点反应器优点缺点膜分离生物反应器占地面积小彻底去除出水中的固体物质出水无需消毒COD、固体和营养物可以在一个单元内被去除高负荷率低/零污泥产率流程启动快系统不受污泥膨胀的影响模块化/升级改造容易曝气受到限制膜污染

膜价格高

膜曝气生物反应器氧利用率高能量利用率高占地面积小氧需要量可以在供氧时控制模块化/升级改造容易膜易于污染基建投资大工艺较复杂

萃取膜生物反应器可处理有毒工业废水出水流量小模块化/升级改造容易细菌与废水隔离基建投资大工艺较复杂参考文献[1]曾一鸣.膜生物反应器技术〔M〕.北京:国防工业出版社,2007,8-12.[2]StephensonT.,JuddS.,JeffersonB.,eta1.Membranebioreactorsforwastewatertreatment.London:IWAPublishing,2001,58-71.[3]S.Adhameta1.Feasibilityofthemembranebioreactorprocessforwaterreclamation〔J〕.Wat.Sci.Tech.2001.43(10):20-32.[4]岑运华.膜生物反应器在污水处理中的应用〔J〕.水处理技术,1991,17(4):23-26.[5]YamamotoK,HiasaM,MahmoodTandMatsuoT.DirectSolid-LiquidSeparationUsingHollowFiberMembraneinanActivatedSludgeAerationTank〔J〕.WatSciTech,1989,21:43-54.[6]Brindle,K.andStephenson,T.(1996)Theapplica2tionofmembranebiologicalreactorsforthetreatmentofwastewaters.Biotechnol.Bioeng.49,601-610.[7]Livingston,A.G.(1994)Extractivemembranebiore2actors:Anewprocesstechnologyfordetoxifyingchemicalindustrywastewater.J.Chem.Technol.Biotechnol.60,117-124.

—45—北方环境　第22卷　第1期　2010年2月

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。目前，MBR工艺在食品工业、印染工业、制药工业等领域中已经取得了很好的应用效果。

MBR膜生物反应器

一、MBR技术简介

膜生物反应器（Membrane Bio-Reactor,MBR）为膜分离技术与生物处理技术有机结合之新型态废水处理系统。以膜组件取代传统生物处理技术末端二沉池，在生物反应器中保持高活性污泥浓度，提高生物处理有机负荷，从而减少污水处理设施占地面积，并通过保持低污泥负荷减少剩余污泥量。主要利用沉浸于好氧生物池内之膜分离设备截留槽内的活性污泥与大分子有机物。膜生物反应器系统内活性污泥（MLSS）浓度可提升至8000~10000mg/L，甚至更高；污泥龄(SRT)可延长至30天以上。

膜生物反应器因其有效的截留作用，可保留世代周期较长的微生物，可实现对污水深度净化，同时硝化菌在系统内能充分繁殖，其硝化效果明显，对深度除磷脱氮提供可能。

1.MBR 的技术原理

MBR 工艺一般由膜分离组件和生物反应器组成, 由膜组件代替二次沉淀池进行固液分离。由于膜能将全部的生物量截留在反应器内, 可以获得长泥龄和高悬浮固体浓度,有利于生长缓慢的固氮菌和硝化菌的增殖,不需进行延时曝气就能实现同步硝化和反硝化, 从而强化了活性污泥的硝化能力, 膜分离还能维持较低的FöM , 使剩余污泥产率远小于活性污泥工艺, 且系统运行更加灵活和稳定。

2. MBR 工艺中膜选择的技术要点

MBR 从膜分离的角度主要涉及微滤、超滤、纳滤及反渗透。由于无机膜的成本相对较高, 目前几乎所有的膜技术都依赖于有机的高分子化合物。应用于MBR 的膜材料既要有良好的成膜性、热稳定性、化学稳定性, 同时应具有较高的水通量和较好的抗污染能力。目前, 国内外常采用的方法是膜材料改性或膜表面改性，能有效地提高膜组件的通量和抗污染能力。

另一点需要考虑的因素是膜的孔径, 由于曝气池中活性污泥是由聚集的微生物颗粒构成, 其中一部分污染物被微生物吸收或粘附在微生物絮体和胶质状的有机物质表面,尽管粒子的直径取决于污泥的浓度、混合状态以及温度条件, 这些粒子仍存在着一定的分布规律,考虑到活性污泥状态与水通量, 最好选择0.10～0.40 微米孔径的膜。二、MBR技术的优点

膜生物反应器在城市污水处理中的应用探讨

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膜生物反应器在城市污水处理中的应用探讨

作者：容志勇黄茂林刘刚

来源：《建筑建材装饰》2019年第08期

摘要：膜生物反应器是将膜分离技术与活性污泥法相结合的高效污水处理技术。本文综述了膜生物反应器的发展历程、典型应用案例现状及存在的问题、MBR工艺今后在污水处理中应用前景，为MBR工艺今后的进一步研究和应用提供参考。

关键词：膜生物反应器;污水处理;膜过滤

膜生物反应器（Member bioreactor，MBR）是将膜分离技术与活性污泥法相结合的高效污水处理技术，增大污泥中的特效菌来加快生化反应速率，提高污水处理效果，其具有SRT短、污泥产量少、出水水质高等优点。在传统的活性污泥法等生物处理污水的技术中，泥水分离是通过重力作用而在二沉池中完成的，其分离效果的好坏受到活性污泥沉降性能的影响，沉降性越好，泥水分离效率越高，而MBR工艺的主要特点是由膜过滤取代传统生化处理技术中二沉池。作为一种新型、高效、集约型的水处理技术，MBR工艺越来越受到各国水处理研究者的青睐。

1膜生物反应器的发展历程

MBR在污水处理领域的应用研究始于20世纪60年代，美国的Dorr-Oliver公司首先将MBR用于废水处理的研究，将膜分离技术与活性污泥生物处理技术相结合，构建了膜生物反应器（Membrane Bioreactor，MBR），利用超滤膜与活性污泥生物反应器的协同作用来处理生活污水，该工艺具有反应器内活性污泥浓度高、活性污泥产量低、出水水质好、污水处理厂占地少等优点。

20世纪70年代，膜污水处理工艺首次进入日本市场，从而迈出了MBR污水处理商业化的重要一步，但此时由于受到膜材料、膜制备技术的制约，MBR工艺发展缓慢。

20世纪90年代末，在国内外新型膜材料研发与制造装备业的推动下，膜生物反应器的相关科学技术研究逐渐成为热点，国外已经进入实用阶段，且规模也在不断扩大。