在污水(shui)處理(li),水(shui)資源再利用領域,MBR又稱膜(mo)(mo)生(sheng)物(wu)(wu)反(fan)應器(Membrane Bio-Reactor),是(shi)一種由膜(mo)(mo)分(fen)離單元(yuan)(yuan)與生(sheng)物(wu)(wu)處理(li)單元(yuan)(yuan)相結合(he)的(de)(de)新型水(shui)處理(li)技術。按照膜(mo)(mo)的(de)(de)結構可分(fen)為平板(ban)膜(mo)(mo)、管狀膜(mo)(mo)和(he)(he)中空纖維膜(mo)(mo)等(deng) ,按膜(mo)(mo)孔徑可劃分(fen)為超(chao)濾(lv)膜(mo)(mo)、微(wei)濾(lv)膜(mo)(mo)、納濾(lv)膜(mo)(mo)、反(fan)滲透膜(mo)(mo)等(deng)。把膜(mo)(mo)組(zu)件和(he)(he)生(sheng)物(wu)(wu)反(fan)應器分(fen)開設置。生(sheng)物(wu)(wu)反(fan)應器中的(de)(de)混(hun)(hun)合(he)液(ye)經循環泵增(zeng)壓后打至膜(mo)(mo)組(zu)件的(de)(de)過(guo)濾(lv)端,在壓力作用下混(hun)(hun)合(he)液(ye)中的(de)(de)液(ye)體透過(guo)膜(mo)(mo),成為系統處理(li)水(shui);固(gu)形物(wu)(wu)、大(da)分(fen)子物(wu)(wu)質(zhi)等(deng)則(ze)被膜(mo)(mo)截留(liu),隨濃縮(suo)液(ye)回流到生(sheng)物(wu)(wu)反(fan)應器內。
分(fen)置式膜(mo)--生(sheng)物反應器(qi)的(de)特(te)點(dian)是運行(xing)穩定(ding)可靠,易于膜(mo)的(de)清洗、更換及增(zeng)設(she);而且膜(mo)通量普遍(bian)較(jiao)大(da)(da)。但一(yi)般條件下為減少污染(ran)物在膜(mo)表(biao)面的(de)沉積(ji),延長(chang)膜(mo)的(de)清洗周(zhou)期,需(xu)要用(yong)循環(huan)泵(beng)提供較(jiao)高的(de)膜(mo)面錯流流速(su),水(shui)流循環(huan)量大(da)(da)、動(dong)力(li)費用(yong)高(Yamamoto,1989),并且泵(beng)的(de)高速(su)旋轉產(chan)生(sheng)的(de)剪(jian)切力(li)會使(shi)某些微生(sheng)物菌體產(chan)生(sheng)失活現象(xiang)(Brockmann and Seyfried,1997)。
一體式
把膜組件置于生物(wu)反(fan)應器內部。進(jin)(jin)水進(jin)(jin)入膜--生物(wu)反(fan)應器,其中的大(da)部分污(wu)(wu)染物(wu)被混合液中的活性污(wu)(wu)泥(ni)去除(chu),再(zai)在(zai)外壓作用下(xia)由(you)膜過濾出水。
這種形式的膜(mo)--生物(wu)反應器由于(yu)省(sheng)去了混合液(ye)循環(huan)系統(tong),并且靠(kao)抽吸出水,能耗相(xiang)對較低;占(zhan)地較分置式更為(wei)緊(jin)湊(cou),在水處理領(ling)域受到了特別關注。但是一般膜(mo)通量(liang)相(xiang)對較低,容易發生膜(mo)污染,膜(mo)污染后不容易清洗和更換。
復合式
形(xing)式(shi)(shi)上(shang)也屬于一體式(shi)(shi)膜(mo)(mo)--生物反(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi),所不同的(de)是(shi)在生物反(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)內加裝填(tian)料,從而形(xing)成復(fu)合式(shi)(shi)膜(mo)(mo)--生物反(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi),改變(bian)了反(fan)(fan)應(ying)(ying)器(qi)的(de)某些性(xing)狀。
與(yu)許(xu)多傳統的生物水處(chu)理工藝相比(bi),MBR 具有(you)以(yi)下主要優點:
出水(shui)水(shui)質穩(wen)定(ding)
由于膜的分離作用,分離效果遠好于傳統沉淀池,處理出(chu)水(shui)(shui)清澈,懸浮物和濁(zhuo)度(du)接近于零,細(xi)菌和病毒(du)被大(da)幅去除,出(chu)水(shui)(shui)水(shui)(shui)質優(you)于建設(she)部頒發的生(sheng)活雜用水(shui)(shui)水(shui)(shui)質標準(zhun)(CJ25.1-89),可以直接作為非(fei)飲用市政雜用水(shui)(shui)進行(xing)回用。
同時,膜分離也使微生(sheng)物被完全被截流(liu)在生(sheng)物反應器內,使得系(xi)統內能夠維持較高的微生(sheng)物濃度(du),不但(dan)提高了反應裝置對污染物的整體去除效率,保證了良好的出水(shui)(shui)水(shui)(shui)質(zhi),同時反應器對進水(shui)(shui)負(fu)荷(水(shui)(shui)質(zhi)及(ji)水(shui)(shui)量)的各種(zhong)變化具有(you)很(hen)好的適應性,耐沖擊(ji)負(fu)荷,能夠穩定獲得好的出水(shui)(shui)水(shui)(shui)質(zhi)。
剩(sheng)余污泥(ni)產量少
該工藝可(ke)以在高容積負(fu)荷、低污(wu)(wu)泥負(fu)荷下運行,剩(sheng)余(yu)污(wu)(wu)泥產量低(理論上(shang)可(ke)以實現零污(wu)(wu)泥排放),降低了污(wu)(wu)泥處理費用(yong)。
占地(di)面積小(xiao),不受設置(zhi)場合限制
生物反應器內能維持(chi)高(gao)濃度(du)的(de)微(wei)生物量,處(chu)理裝置容積負(fu)荷高(gao),占(zhan)地(di)(di)面(mian)積大大節省;該工藝流程簡單、結構緊湊、占(zhan)地(di)(di)面(mian)積省,不(bu)受(shou)設置場(chang)所限(xian)制,適合(he)(he)于任何(he)場(chang)合(he)(he),可做(zuo)成地(di)(di)面(mian)式、半(ban)地(di)(di)下(xia)式和(he)地(di)(di)下(xia)式。
可(ke)去除(chu)氨(an)氮及難(nan)降解有機物
由于(yu)微生(sheng)物被完(wan)全截(jie)流(liu)在生(sheng)物反應(ying)器內,從而(er)有利(li)于(yu)增殖緩慢的微生(sheng)物如硝(xiao)化細菌的截(jie)留生(sheng)長,系統(tong)硝(xiao)化效率(lv)得以提高(gao)。同時,可增長一些難降解(jie)的有機物在系統(tong)中的水力(li)停(ting)留時間,有利(li)于(yu)難降解(jie)有機物降解(jie)效率(lv)的提高(gao)。
操作管理方(fang)便,易于(yu)實現自動控制
該工藝實(shi)現了水(shui)力(li)停留時(shi)(shi)間(HRT)與(yu)污泥停留時(shi)(shi)間(SRT)的完全分(fen)離,運行(xing)控制(zhi)更(geng)加靈活穩定,是污水(shui)處理(li)中容易實(shi)現裝備化的新技術,可實(shi)現微機自動(dong)控制(zhi),從(cong)而使操作管理(li)更(geng)為方(fang)便(bian)。
易于從傳統工(gong)藝進行改(gai)造
該工藝可以作(zuo)為傳統污水(shui)(shui)處(chu)理(li)工藝的深度處(chu)理(li)單元,在(zai)城(cheng)市二級污水(shui)(shui)處(chu)理(li)廠出水(shui)(shui)深度處(chu)理(li)(從而(er)實現城(cheng)市污水(shui)(shui)的大量回用)等領域有著廣闊(kuo)的應用前景。
膜--生物(wu)反應器也存(cun)在一些不足。主(zhu)要表(biao)現以下幾個(ge)方面:
(1)膜(mo)造價高,使膜(mo)--生(sheng)物(wu)反應(ying)器的基建(jian)投資高于傳統(tong)污水處理工(gong)藝;
(2)膜污染容易出現(xian),給操作管(guan)理帶來不便;
(3)能耗(hao)高:首先MBR泥水分離過程保(bao)持一(yi)定的膜驅(qu)動(dong)壓力;其(qi)次是MBR池中MLSS濃度非常高,要(yao)保(bao)持足(zu)夠的傳氧速率,要(yao)加(jia)大曝氣強度;還有(you)為(wei)了加(jia)大膜通(tong)量、減(jian)輕膜污染,加(jia)大流速,沖(chong)刷(shua)膜表面,造(zao)成MBR的能耗(hao)要(yao)比傳統的生物處理工藝高。