淺談膜生物反應(yīng)器技術(shù)在中水回用中的應(yīng)用

王鳳

膜生物反應(yīng)器(Membrane Bioreactor，簡(jiǎn)稱MBR)水處理技術(shù)是一種生物技術(shù)與膜技術(shù)相結(jié)合的高效水處理技術(shù)，由于膜的過(guò)濾作用，生物完全被截留在生物反應(yīng)器中，使生物反應(yīng)器內(nèi)保持較高的MLSS。該技術(shù)省掉二沉池，實(shí)現(xiàn)了水力停留時(shí)間和污泥齡的徹底分離，使其水力停留時(shí)間(HRT)和污泥停留時(shí)間(SRT)可以分別控制。其處理流程為：原水→格柵→調(diào)節(jié)池→毛發(fā)聚集器→膜生物反應(yīng)器→消毒→出水。水處理中的膜生物反應(yīng)器是由生物反應(yīng)器與微濾、超濾、納濾或反滲透膜系統(tǒng)組成。因而分為微濾膜生物反應(yīng)器、超濾膜生物反應(yīng)器……根據(jù)膜系統(tǒng)與生物反應(yīng)器組合的方式和位置，膜生物反應(yīng)器又可分為循環(huán)式(分置式)和浸沒(méi)式(一體式)兩種。循環(huán)式膜生物反應(yīng)器中，生化后反應(yīng)器的廢水經(jīng)加壓泵送入膜組件。過(guò)濾液可用于道路及綠化澆灑，或沖洗大便器，濃縮液返回反應(yīng)器中進(jìn)一步生化降解或部分經(jīng)循環(huán)泵加壓后再返回膜組件中。浸沒(méi)式膜生物反應(yīng)器中，膜組件直接浸泡于反應(yīng)器中，反應(yīng)器下方有曝氣裝置，將空壓機(jī)送來(lái)的空氣形成上浮的微氣泡，在曝氣的同時(shí)又使膜表面產(chǎn)生一剪切應(yīng)力，利于膜表面除污，過(guò)濾液在抽吸泵的負(fù)壓下流出膜組件。

1 處理設(shè)施

1)進(jìn)水井：進(jìn)水井里設(shè)置溢流口和進(jìn)水閥門，在來(lái)水量超過(guò)系統(tǒng)負(fù)荷或者處理系統(tǒng)發(fā)生事故的情況下，關(guān)閉進(jìn)水閥門，廢水直接通過(guò)溢流口就近排入河道或者市政管網(wǎng)。2)格柵：廢水中經(jīng)常含有大量雜物，為了保證膜生物反應(yīng)器的正常運(yùn)行，必須將各種纖維、渣物、廢紙等雜物攔截在系統(tǒng)之外，因此在膜生物反應(yīng)器前設(shè)置格柵，定期將柵渣清理干凈。格柵宜采用機(jī)械式，柵條的空隙寬度不大于10 mm;格柵的流速為0.6 m/s～1.0 m/s。3)原水調(diào)節(jié)池：收集的廢水水量和水質(zhì)都是隨著時(shí)間變化的，為了保證后續(xù)處理系統(tǒng)的正常運(yùn)行，降低運(yùn)行負(fù)荷，需要對(duì)廢水的水量和水質(zhì)進(jìn)行調(diào)節(jié)，因此在進(jìn)入生物處理系統(tǒng)前設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)池。調(diào)節(jié)池內(nèi)需要定期清理沉淀物。調(diào)節(jié)池一般設(shè)置溢流，在負(fù)荷過(guò)大的情況下，保證系統(tǒng)的運(yùn)行正常。調(diào)節(jié)池的調(diào)節(jié)容積按原水水量及處理量的變化曲線求得，當(dāng)缺乏資料時(shí)可按日處理水量的35%～50%(連續(xù)運(yùn)行時(shí))計(jì)算，若是間歇運(yùn)行時(shí)，可按一個(gè)運(yùn)行周期的處理量計(jì)算。4)毛發(fā)聚集器：以洗浴廢水為原水的中水系統(tǒng)，其含有少量的毛發(fā)和纖維，不清理干凈，會(huì)對(duì)水泵和膜生物反應(yīng)器造成堵塞，降低處理效率，并可能最終造成整個(gè)系統(tǒng)的癱瘓，因此在中水處理系統(tǒng)內(nèi)需要設(shè)置毛發(fā)過(guò)濾器。其毛發(fā)過(guò)濾網(wǎng)的有效過(guò)水面積應(yīng)大于連接管截面面積的2倍;過(guò)濾網(wǎng)的孔徑宜采用3 mm。5)膜生物反應(yīng)器：在膜生物反應(yīng)器反應(yīng)池里進(jìn)行著有機(jī)污染物的降解和泥水的分離。作為處理系統(tǒng)的核心部分，反應(yīng)池里面包括微生物菌落、膜組件、集水系統(tǒng)、出水系統(tǒng)、曝氣系統(tǒng)。反應(yīng)池的容積負(fù)荷一般為1 kg COD/(m3·d)～4 kg COD/(m3·d)，其污泥負(fù)荷一般為0.05 kg COD/(kg·d)～0.2 kg COD/(kg·d);水力停留時(shí)間為：當(dāng)采用雜排水為原水時(shí)，停留時(shí)間不應(yīng)小于2 h，當(dāng)以生活污水為原水時(shí)，水力停留時(shí)間不應(yīng)小于3 h。6)消毒裝置：根據(jù)出水的要求，膜生物反應(yīng)器設(shè)計(jì)有消毒裝置，可自動(dòng)控制加藥量。消毒劑宜采用次氯酸鈉、二氧化氯、二氯異氰尿酸鈉等;當(dāng)采用氯化消毒劑時(shí)，加氯量一般為5 mg/L～8 mg/L(有效氯)，消毒時(shí)間應(yīng)大于30 min。7)計(jì)量裝置：為了能夠保證系統(tǒng)運(yùn)行良好，需要采用一定的計(jì)量裝置進(jìn)行系統(tǒng)的參數(shù)控制。計(jì)量控制儀器包括流量計(jì)和水表等。8)膜生物反應(yīng)器電控裝置：電控箱安裝于設(shè)備機(jī)房?jī)?nèi)。主要控制進(jìn)水泵、風(fēng)機(jī)和抽吸泵?？刂朴惺謩?dòng)控制和自動(dòng)控制兩種形式。進(jìn)水泵在PLC控制下，根據(jù)各反應(yīng)池水位情況，自動(dòng)運(yùn)行。抽吸泵運(yùn)行按預(yù)設(shè)時(shí)間周期間歇控制，當(dāng)膜生物反應(yīng)器反應(yīng)池低水位時(shí)，抽吸泵自動(dòng)停止，以保護(hù)膜組器。

2 工藝的特點(diǎn)

1)出水水質(zhì)好，穩(wěn)定性高，膜過(guò)度出水使得膜生物反應(yīng)器內(nèi)獲得比普通活性污泥法高得多的生物濃度，極大地提高了生物降解能力和抗負(fù)荷沖擊能力。同時(shí)，污泥停留時(shí)間較長(zhǎng)，這也為難降解有機(jī)物分解菌和硝化菌等增殖速度慢的微生物得以在反應(yīng)器內(nèi)繁殖富集，特別是對(duì)難降解有機(jī)物和氨氮的去除可以取得理想效果。另一方面，膜生物反應(yīng)器膜分離對(duì)小于膜孔徑有機(jī)大分子物質(zhì)的截留作用，能夠確保濾后出水在除菌、消除懸浮物和降低BOD方面很穩(wěn)定。2)由于膜生物反應(yīng)器可以維持較高的污泥濃度，通常MLSS為8 g/L～20 g/L，是傳統(tǒng)生物處理的2.5倍～5倍，同時(shí)系統(tǒng)省去了二沉池和污泥回流設(shè)備，因而節(jié)約占地面積，節(jié)省土建投資。3)利于硝化細(xì)菌的截留和繁殖，系統(tǒng)硝化效率高。通過(guò)運(yùn)行方式的改變亦可有脫氨和除磷功能。4)管理維護(hù)簡(jiǎn)單，膜生物反應(yīng)器操作維護(hù)簡(jiǎn)單膜分離單元工藝簡(jiǎn)單，出水和運(yùn)行不受污泥膨脹等因素的影響，操作維護(hù)簡(jiǎn)單方便，且易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制管理。5)運(yùn)行費(fèi)用低，膜生物反應(yīng)器一般都在高容積負(fù)荷、低污泥負(fù)荷下運(yùn)行，剩余污泥產(chǎn)量低。6)膜組件長(zhǎng)時(shí)間使用后，膜容易受到污染，不易清理，使用壽命有限。而膜的清洗對(duì)穩(wěn)定膜的通量、保證其壽命至關(guān)重要，通常污染物的性質(zhì)和膜的性質(zhì)采用物理和化學(xué)方法進(jìn)行清洗。對(duì)循環(huán)式膜生物反應(yīng)器多采用反沖洗加定期化學(xué)清洗;對(duì)浸沒(méi)式膜生物反應(yīng)器，在池中加入少量粉末活性炭等，在曝氣的同時(shí)可更新膜表層。膜生物反應(yīng)器(MBR)主要應(yīng)用于城市污水的回收凈化，污、廢水經(jīng)MBR處理后，出水水質(zhì)已達(dá)到建設(shè)部《生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》，可直接用于綠化、沖洗、消防、樓房中水回用補(bǔ)充觀賞水體等非飲用水的目的，隨著中水在民用建筑中越來(lái)越普遍的應(yīng)用，MBR技術(shù)的使用也會(huì)越來(lái)越普遍。

3 結(jié)語(yǔ)

膜生物反應(yīng)器技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)處理技術(shù)有明顯的優(yōu)勢(shì)，在中水回用中會(huì)得到越來(lái)越普遍的使用，對(duì)緩解水資源的緊缺起到重要的作用。但是膜的污染和使用壽命問(wèn)題是制約該技術(shù)發(fā)展的因素，隨著膜制造技術(shù)的提高與改進(jìn)，MBR技術(shù)在改善環(huán)境，緩解水資源短缺方面起到更大的作用。

［1］ 高從楷.水處理中的膜生物反應(yīng)器簡(jiǎn)介［J］.水處理技術(shù)，2002，28(1)：60-62.

［2］ 王 艷.MBR技術(shù)在小區(qū)中水回用中的應(yīng)用分析［J］.中國(guó)建設(shè)報(bào)/中國(guó)水業(yè)，2003(30)：20-22.

［3］ 呂江茜，張 祥，李飛飛.電極生物膜在脫氮方面的研究進(jìn)展［J］.山西建筑，2010，36(4)：199-200.