膜生物污水處理

膜生物反應(yīng)器是常規(guī)活性污泥法的進(jìn)一步發(fā)展。它主要由膜組件和生物反應(yīng)器兩部分組成，大量的微生物(活性污泥)在膜生物反應(yīng)器內(nèi)與基質(zhì)(廢水中的可降解有機(jī)物等)充分接觸，通過氧化分解作用進(jìn)行新陳代謝以維持自身生長(zhǎng)、繁殖，同時(shí)使有機(jī)污染物降解。膜組件通過機(jī)械篩分、截留等作用對(duì)廢水和污泥混合液進(jìn)行固液分離。生物處理系統(tǒng)和膜組件的有機(jī)結(jié)合，不僅提高了系統(tǒng)的出水水質(zhì)和運(yùn)行的穩(wěn)定性，還延長(zhǎng)了大分子物質(zhì)在生物反應(yīng)器中的水力停留時(shí)間，使之得到大限度的降解，并加強(qiáng)了系統(tǒng)對(duì)難降解物質(zhì)的去除效果。

膜生物污水處理

MBR的類型

MBR按結(jié)構(gòu)可分為三類：膜曝氣生物反應(yīng)器(MABR)、萃取膜生物反應(yīng)器(EMBR)、膜分離生物反應(yīng)器(MSBR)，目前MABR和EMBR還處在實(shí)驗(yàn)室階段，尚無實(shí)際的工程應(yīng)用，MSBR是應(yīng)用較廣泛的一種。

膜組件中的膜根據(jù)膜材料化學(xué)組成的不同可分為有機(jī)膜和無機(jī)膜。根據(jù)膜孔徑大小的不同可分為微濾膜和超濾膜，按膜形狀的不同可分為平板膜、管式膜和中空纖維膜。按照膜組件的放置方式，MBR可分為分置式（旁流式）MBR和一體式（浸沒式）MBR。

1989年，日本學(xué)者Yamamoto等首先開發(fā)了一體式MBR，主要應(yīng)用于市政和工業(yè)廢水的處理，其大特點(diǎn)是運(yùn)行能耗低，且具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小等優(yōu)點(diǎn)；但單位膜的處理能力小，膜污染較重，透水率較低。分置式MBR的膜組件形式一般為平板式和管式，目前主要應(yīng)用于工業(yè)廢水的處理，其特點(diǎn)為：運(yùn)行穩(wěn)定可靠，操作管理容易，易于膜的清洗、更換及增設(shè)，但動(dòng)力消耗較高。與分置式相比，浸沒式可用于大規(guī)模的廢水處理廠。這也是浸沒式膜組件得以廣泛應(yīng)用的原因，目前世界上約有55％使用浸沒式MBR。

近年出現(xiàn)的新型氣升循環(huán)分體浸沒式MBRE ，其特點(diǎn)是膜單元與生物反應(yīng)器分置，便于系統(tǒng)維修和膜清洗，膜清洗時(shí)對(duì)生物反應(yīng)器工作狀態(tài)影響很??；生物反應(yīng)器與膜單元之間的循環(huán)無需循環(huán)泵；膜組件采用浸沒式，保留了浸沒式膜生物器低能耗的特點(diǎn)。該工藝可處理濃度較低的化糞池上清液，出水經(jīng)簡(jiǎn)單后處理就可達(dá)到建設(shè)部頒布的生活雜用水回用標(biāo)準(zhǔn)。

按照是否需氧可分為好氧MBR和厭氧MBR。好氧MBR工藝的實(shí)際商業(yè)應(yīng)用早出現(xiàn)在20世紀(jì)70年代末期的北美，緊接著出現(xiàn)在80年代早期的日本，差不多也在這個(gè)時(shí)候，厭氧MBR工藝在南非和日本進(jìn)人了工業(yè)污水處理市場(chǎng)，而在歐洲好氧MBR工藝直到80年代中期才*次出現(xiàn)。好氧MBR出水水質(zhì)高，出水適于回用，操作簡(jiǎn)單和占地面積小等優(yōu)點(diǎn)使其得到了廣泛的商業(yè)化應(yīng)用。據(jù)報(bào)道世界上約有98％以上的工程是膜分離工藝與好氧生物反應(yīng)器相結(jié)合。一般來說，好氧MBR負(fù)荷率一般在1．2～4．2 kgCO D／(m3 .d)之間，厭氧MBR負(fù)荷率在2．9～50 kgCOD／(m3.d)之間，因此厭氧MBR特別適合處理高濃度有機(jī)廢水，而用好氧MBR是不可替代的。厭氧MBR可作為特種廢水或難降解廢水的前處理過程，再根據(jù)水質(zhì)的類型，結(jié)合好氧MBR、納濾和反滲透進(jìn)行處理，使出水達(dá)標(biāo)排放 。

我國對(duì)MBR的研究起步較晚，但發(fā)展迅速。自1993年*生態(tài)環(huán)境研究中心開始膜生物反應(yīng)器的研究工作以來，也進(jìn)行了大量理論和應(yīng)用研究。研究?jī)?nèi)容集中于膜工藝的開發(fā)和膜污染的防治等。目前，國內(nèi)較活躍的MBR廢水處理研究機(jī)構(gòu)有中科院、清華大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、華東理工大學(xué)等單位。