膜生物反应器的发展及应用

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1、前言膜生物反应器（MBR）是一种相对新型的污水处理技术。膜生物反应器中的膜组件能将污水中所有的生物菌种截留在反应器内,在长泥龄和高悬浮固体浓度下处理废水中的有机物质。MBR技术主要应用于城市污水的处理、净化、回收，还可以联合其它方法处理特殊行业的高浓度有机废水,其处理后的出水悬浮物和浊度接近零，水质良好比稳定。MBR技术因其具有能够自动控制、操作管理方便、对旧工艺改造简单等优点，己在全球多个国家、多个城市、多个水处理领域广泛应用。1MBR的主要类型MBR技术已发展了近20年的时间，随着科学技术的进步，MBR实际应用经验

2、的积累，MBR组件的形式不断变化。按照不同的分类方法，MBR主要有以下的形式：（1）按照膜材料不同划分MBR组件中最重要的组成部分是膜组件，按照膜材料的不同，膜组件可以分为有机膜、无机膜、复合膜以及仿生膜。有机膜材料有聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚飒（PS）、聚酰胺（PA）、聚偏氟乙烯（PVDF）等，价格较便宜，但易污损，目前市面上最常用的是PVDF和PE膜；无机膜有陶瓷膜等，使用寿命长，且能在恶劣的环境下工作，但价格较贵，目前市场应用较少；复合膜以及仿生膜是当前研究的重点，其具有优良的抗污染能力、低廉的价格优势，

3、必将成为未來膜材料的发展方向。（2）按生物反应器需氧性能划分按生物反应器需氧性能分为好氧性MBR和厌氧性MBRO好氧性MBR主要处理城市废水和生活污水；厌氧性MBR主要处理高浓度有机废水。（3）按膜组件类型划分按膜组件类型分为板式、管式和中空纤维式。其中中空纤维式的成本最低，但是湍流促进性能较差，易污染，应用于微滤、超滤、反渗透，可进行反冲洗；板式的成本较高，湍流促进性能较好，应用于超滤、反渗透，不可反冲洗；管式的成本最高，其湍流促进的效果最好，抗污染力强，应用于错流微滤、错流超滤、纳滤，不可反冲洗。目前采用这些膜组件

4、的主要提供厂商如下，屮空纤维式：三菱丽阳（MitsubishiRayon）、GE>Zenon和SiemensMemcor等；平板式：久保出（Kubota）、东丽（Toray）和Huber等；管式：NOR1TX-FLOW、Berghof等。（4）按膜组件在MBR屮所起作用划分按膜组件在MBR中所起作用不同分为膜分离MBR、曝气式MBR、萃取式MBR。膜分离MBR用于固液的分离与截留，是现在应用最为广泛的一种方式；曝气式MBR的无泡曝气，适于有机负荷率高、高需氧量的废水处理；萃取式MBR用于高浓度无机物、髙酸度或碱度、高浓

5、度有毒物质的工业污水的处理。（5）按膜组件与生物反应器的相对位置划分按膜组件与生物反应器的相对位置分为分置式（又称错流式）MBR和一体式（又称浸没式）MBR,其中55%以上的工程应用一体式MBR。2MBR膜的污染及清洗MBR处理工艺拥有占地面积小、处理效果好、利于対旧工艺改造等众多优点，但是同其它膜一样，无法避免膜污染问题。当污水过滤污泥的浓度达8-18g/L时，膜很容易被污染，膜污染的问题C成为限制MBR快速发展的重要因素。通常来说，一体式和分置式膜生物反应器有其各自最佳的生物反应器和膜组合形式，当生物填料的体积较大

6、时，一体式膜生物反应器的膜污染最重，复合式膜生物反应器次之，活性污泥膜生物反应器的膜污染最轻。总体来说，膜的污染分为三种类型：无机污染、浓差极化污染以及生物污染。这三种膜污染的形式在废水处理过程中都无法避免，只能通过控制废水处理过程，减缓污染程度以延长膜清洗周期。膜的清洗方式有多种，一般可分为物理清洗和化学清洗。物理清洗包括反冲洗和膜松弛。反冲洗是液流反向流动，膜松弛时停止过滤，用空气不断冲刷滤膜，很多时候反冲洗和膜松弛结合使用。物理法主要包括水外洗、水反冲洗、空气反吹、空曝气等。化学清洗主要采用无机或有机酸、氢氧化钠

7、、次氯酸钠对MBR膜原位清洗，也可加入一定的低浓度化学清洗剂。3MBR的应用3.1生活污水的处理MBR处理技术最早应用于生活污水的处理，国内外已有成熟的工程技术经验。久保出公司和泽能公司[I]是目前世界上占有城市污水处理工程市场份额最大的企业。久保田平板膜技术在世界多个国家已有成功的工程项目。如柏林的CoiLLDubh污水厂，2004年建成MBR处理工艺并运行至今。其设计污水处理量为50m3/h,总膜通量约为27LMH,出水水质BODv5mg/L、SS<5mg/L、NH3・Nv0.5mg/L、TP<0.05mg/L,出

8、水水质稳定。泽能公司的屮空纤维膜MBR技术，在污水处理领域拥有成熟的技术经验，其在意大利布雷西亚污水厂的MBR设计处理量达到42,000m3/d,HRT为7〜8h,SRT为17d,污泥保持浓度8~10mg/L,从运行至今，MBR系统未出现任何差错。东丽公司MBR目前在全世界大约有25项正在运行的工程，其中3项的tl处理量为500m