MBR工艺浅析.doc

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1、MBR工艺浅析摘要：膜生物反应器（MBR）是通过膜分离技术强化污水生物处理的新技术。本文对三种不同的MBRI艺进行了阐述，对其存在的问题进行了讨论，并预测了MBR工艺的发展趋势。关键词：污水处理、好氧MBR、厌氧MBR、兼氧MBR、膜污染水是人类赖以生存和发展的根本，直接关系到经济、能源、农业、工业以及环境等各个领域。然而随着人类文明的不断发展,水污染和水资源紧缺问题日益严重，人类面临着前所未有的环境和安全问题。令人吃惊的是，在未来的30年内，流经中国、印度以及大多数东南亚地区的雅鲁藏布江、恒河、黄河以及湄公河等几大水系将变成间歇

2、性河流，超过15亿人将忍受数月的干旱生活12oMontgomery和Elimelech[3]在对发展中国家的水环境和卫生设施状况进行调查后指出：全球约有12亿的人生活在缺水的环境屮，每年有数百万的人因缺水而死，每天约有3900名的儿童因接触或饮用不安全的水而患病。如果水污染和水资源紧缺的问题得不到很好的解决，未來的儿十年里，大规模的人口迁移将不可避免，甚至可能因此而引发战争⑷。近年來，国内外学者在水处理领域取得了卓越成绩，开发了诸如UASB、EGSB.CASS>MBR等一大批新型水处理技术，为改善全球水环境带来了希望。MBR技术的

3、核心是在好氧活性污泥工艺中引入膜过滤技术，使微生物完全截留在反应器中，省去了沉淀池，减少了占地面积，而且由于微生物量大大增加了，反应器的运行负荷和处理效果得到了极大的提高。自20世纪60年代后期MBR首次商业化应用以來⑸,在短短40年的时间里，MBR技术已成为水处理领域最优秀的技术之-o然而，围绕MBR的研究主要针对好氧工艺，很少涉及厌氧工艺、兼氧工艺，既然膜过滤技术可以极大的提高好氧工艺的处理效果，那么如果将厌氧生物、兼氧生物处理和膜过滤技术相结合，能否同样得到令人满意的结果呢？2006年，Liao等⑹综述了厌氧MBR技术的应用

4、和发展前景，指出厌氧MBR技术不仅可以解决厌氧工艺处理效果不高、污泥流失严重等问题，而且可以利用沼气进行发电，有效降低了MBR的运行费用，为生活污水、污水污泥以及工业废水的处理带来新思路，必将推进厌氧技术和膜生物反应器的巨大发展。膜生物反应器（MBR）是一种将膜过滤技术与生物处理技术相结合的高效废水处理工艺。20世纪60年代末，Dorr-Oliver公司开发研制了世界上第一个商用MBR[5],用来处理船舶废水，之后陆续有学者对活性污泥和膜分离系统的结合工艺进行研究和报道"期。70年代初，Thetford公司推出了一种新型膜生物分离

5、系统Cycle-Let工艺,用于美国的污水回用项目。90年代之前的MBR工艺均釆用外置式结构，即在活性污泥反应器外，单独设立膜分离系统，以泵提的方式提供膜过滤所需的压力和流速，因此能耗和经济费用非常高。随着材料科学和制膜工艺的不断进步，MBR技术得到了长足的发展。1989年Yamamoto191首次将中空纤维膜组件直接放入活性污泥反应器中，取得了十分优异的处理效果，该工艺H后被称为浸没式MBR。随后美国和口本在此基础上推出了浸没式一体化MBR工艺，标志着MBR技术开始大规模进入市场，该工艺的主要特点是将曝气池和膜组件一体化，利用气

6、提的方式实现膜过滤，不仅减少了占地面积，而且大大降低了能耗。到了20世纪90年代，日本政府发起了“水再生计划”,MBR技术在口本得到了极大的发展，以久保田(Kubota)为代表的一大批膜技术公司迅速发展壮大，进一步促进了MBR技术在日本乃至世界范围内的全面推广。进入21世纪，随着污水处理厂排放标准的FI益提高以及MBR造价和运行成本的不断降低，MBR技术进入了全面应用的时代。截止2005年,MBR的全球市值己经达到2.17亿美元，预计2011年将达到3.6亿美元3。目前，全世界投入运行或在建的MBR工艺已超过2500套，已运行的规

7、模最大的MBR工程位于德国的Kaarst市,处理量为50000m3/d,在建规模最大的是美国Brightwater污水厂的MBR工程,设计处理量11・7万m3/dt,,]o我国对MBR技术的研究和报道始于90年代初，虽然起步较晚，但在国家的高度重视下，发展势头迅猛。1990年，岑运华何在对日本水再生计划的总结报道中介绍了MBR技术在日本的研究进展。随后在国家科技攻关项目基金的支持下，包括•清华大学、中科院生态环境研究中心、哈尔滨工业大学、天津大学等在内的许多高校和研究所纷纷开展了MBR技术的研发工作，在扩展MBR的应用范围、优先M

8、BR的处理效果和运行条件、膜污染的机理以及膜污染控制等方面均取得了显著的成绩C，3,6IO近年来，随着我国经济的日益发展以及污水排放标准的H益严格，MBR技术的应用也越来越广，涉及生活污水、石化污水、高浓度有机废水、食品废水、垃圾渗滤液等多个领域W