采用膜生物反應器技術(shù)進行工業(yè)污水處理

摘 要：科技的不斷發(fā)展使我國工業(yè)發(fā)展水平日益提升，隨之而來的污染也開始影響著人們的日常生活。隨著環(huán)保意識與健康意識的不斷增強，人們開始著重研究水污染的治理問題。常規(guī)水處理的工藝對工業(yè)污水很難達到完全凈化的效果，而膜生物反應器處理技術(shù)就能實現(xiàn)。本文基于工業(yè)水污染的現(xiàn)狀，闡述了膜生物反應器技術(shù)的發(fā)展歷程，分析了其技術(shù)原理與工業(yè)污水的處理方案，旨在幫助人們更好的處理工業(yè)污水，還地球一個健康環(huán)境。

關(guān)鍵詞：膜生物反應器 工業(yè)污水 治理

中圖分類號：TQ052 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）06（b）-0134-02

膜生物反應器簡稱MBR（Membrane Bioreactor），是一種以膜分離技術(shù)結(jié)合生物處理技術(shù)產(chǎn)生的新型污水處理系統(tǒng)。這種系統(tǒng)摒棄了傳統(tǒng)的生物處理技術(shù)，利用膜組件在生物反應器中保持高濃度的活性污泥，增加有機負荷，從而利用保持低污泥負荷來保持污泥量。MBR技術(shù)早在20世紀60年代就有所應用，我國在20世紀90年代引進。目前，MBR技術(shù)已經(jīng)被廣泛應用于我國污水、尤其是工業(yè)污水處理上，這種技術(shù)對于石油化工廢水、生活污水以及難降解、濃度高的工業(yè)廢水處理有著至關(guān)重要的作用。

1 MBR技術(shù)的工作原理

傳統(tǒng)污水處理中，多使用二沉池方式進行固液分離，MBR生物處理技術(shù)取代了二沉池，克服傳統(tǒng)處理過程中污泥易膨脹、水質(zhì)不穩(wěn)定的不足，進行高效的固液分離。

接下來，筆者將簡要介紹MBR的工作流程：首先，污水經(jīng)過除砂處理與一級過濾后，進入到厭氧區(qū)，這個流程提升了污水的可生化性，并且讓活性污泥增加了與污水的接觸時間，提高降解力度；接下來污水回流入缺氧區(qū)，在缺氧區(qū)內(nèi)，大分子有機物將被分解為小分子有機物，便于生化；隨后污水流入好氧區(qū)，干物在這里被降解，同時完成硝化生物反應；接著污水回流至厭氧區(qū)進行反消化反應，這是的污水會脫氮；接下來，膜組件就能將這些經(jīng)過處理的混合液進行泥水分離。泥水分離分為兩種情況，能夠通過膜組件的被定義為清水，會流入清水池，而不能通過的污水會流入生物選擇池。

組成膜組件的中空纖維膜的孔徑極小，可以將曝氣池中的游離細菌與細菌膠團保留在膜內(nèi)不流入清水池，有效實現(xiàn)泥水分離。同時在凈化的過程中能夠去除各種藻類、懸浮顆粒、COD、細菌以及有機物，保障了水質(zhì)的優(yōu)良。

2 MBR技術(shù)的優(yōu)點

2.1 處理后水質(zhì)好

經(jīng)過MBR處理過后的水，COD含量在50 mg/L以下，BOD含量在5 mg/L以下，水的濁度可達到0.1NTU以下，可以直接作為再生水來使用，有效減少了污水的排放，提高了水資源的利用率。

2.2 抗沖擊能力強

MBR技術(shù)的微生物量能夠保持在一個很高的程度，MLSS濃度能夠達到8000～20000 mg/L，由于這種高濃度，膜生物技術(shù)的負荷率遠遠高于傳統(tǒng)技術(shù)，高密度使得抗沖擊能力也很強。

2.3 占地面積小

之前提到，膜生物技術(shù)的中空纖維膜的孔徑極小，能夠有效截留游離細菌與細菌膠團，更有效的進行泥水分離。由于這種模式已經(jīng)能夠泥水分離，故傳統(tǒng)占地面積較大的二沉池可以省略掉，節(jié)省了土地使用面積。

2.4 排污效果強

由于容積負荷率較高，污水在最后一步之前已經(jīng)能夠得到有效除污，因此可以大量減少后續(xù)的污水處理費用，減少了對環(huán)境的二次污染。

2.5 處理規(guī)模大

由于膜生物反應器技術(shù)的模塊化特征較強，因此在生物構(gòu)筑物內(nèi)，提高污泥濃度與增加模組數(shù)量這些手段能夠輕易實現(xiàn)擴容效果，十分便捷的加強污水處理能力。

2.6 自動化程度高

膜生物反應器處理技術(shù)比較容易實現(xiàn)自動化的控制方式，主要是由于其主處理的單元較少。若是配合使用在線儀表以及必要數(shù)據(jù)庫及軟件程序，便可實現(xiàn)對MBR的智能化控制了。

2.7 控制運行靈活

膜生物的高密度高截留功效能夠?qū)⑽⑸锿耆亓粝聛?，保存在生物反應器之中，這時膜生物反應器的水力停留時間與污泥泥齡是完全分離的，從而讓控制運行更加的穩(wěn)定、靈活。

3 MBR在工業(yè)污水中的處理方案

3.1 對污水的機械性預處理

任何污水的處理都離不開將大型污物分離開來這一步驟，對于膜生物反應器來講，將污水中較大固體雜物取出對機械性預警的要求很高。超濾膜分為不同類型，對處理的要求也不盡相同。相對于板式過濾器來說，內(nèi)部中空纖維處理器對于毛發(fā)類物質(zhì)較為敏感，這要求對污水進行很仔細的過濾，其過濾的篩網(wǎng)空隙要求達到1 mm以內(nèi)，才能讓毛發(fā)物質(zhì)在膜內(nèi)生成辯物質(zhì)；而對于板式膜來說，篩網(wǎng)空隙通常在1～3 mm之間，不需要用到非常精細的處理。

3.2 對污水進行化學處理

在工業(yè)污水的處理上，污水中的油脂會在生化處理之前被去除。若油脂已經(jīng)是乳化液形式，則會添加一些化學藥劑來提高氣浮裝置的去污效率。通過去除污水中含有的大量油脂，能夠有效降低后續(xù)程序的生化處理負荷。從構(gòu)筑物角度來看，化學處理有以下幾點好處。

（1）通過用化學藥劑去除了難以分解的油脂，降低了污水的污染濃度，減少了生化曝氣池的體積以及曝氣裝置的使用量，在設備購買上也可以降低曝氣鼓風機的規(guī)格。

（2）化學藥品能夠快速分解油脂，加快氣浮裝置的使用效率，在一定程度上減少設備的費用投資。同時由于設備運行時間減少，也能夠降低曝氣處理的操作費用。

（3）在生化曝氣池內(nèi)，膜過濾裝置與曝氣攪拌裝置由于不需要再進行油脂處理，其性能也受到了一定保護。

然而，化學處理也有一些缺陷：化學藥劑的投放若是遇到大面積油脂需加大劑量；氣浮裝置有時需要單獨機房來進行存放；保養(yǎng)工作量相應增加。通過分析化學處理的優(yōu)缺點，在現(xiàn)實處理中必須考慮項目的具體情況，分析方案的經(jīng)濟性與可行性，綜合考慮，看看消費哪些操作物質(zhì)能夠既有效有經(jīng)濟的達到處理目的。

3.3 膜生物反應器

膜生物反應器由兩部分組成：一是通過活性污泥降解有害污染物質(zhì)；二是采用超膜組件達到固液分離。為了給活性污泥絮凝塊提供充足的氧氣，必須在曝氣池下面安裝多個曝氣裝置，來保證細泡的均勻分布。

膜組件通常是直接安放在曝氣池中，也可單獨安裝在分隔的過濾箱內(nèi)。一般情況下，若是膜組件被安放在生化曝氣池中，池頂需要配置天車來吊出需保養(yǎng)的膜裝置。真空旋轉(zhuǎn)模裝置屬于板式的膜處理，板式膜的環(huán)形部分安裝在旋轉(zhuǎn)中軸上面，通過驅(qū)動電機緩慢轉(zhuǎn)動來達到工作的目的。

在裝置轉(zhuǎn)動工作期間，水渠通過超濾膜來吸收滲濾液，滲濾液被抽取后將會收集在特定的集液管內(nèi)，通過軸承離開裝置。由于負壓狀態(tài)下的抽吸會在反應膜表面形成累積層，因此必須定期采用沖刷方式進行清理。由于膜板是轉(zhuǎn)動工作，可以將沖洗棒置于膜板的二分之一處進行沖洗，這樣既能有效沖洗到全部位置，又能大量減少沖洗空氣量。

3.4 剩余污泥處理

無論何種污水處理方式，最后都會剩下污泥，必須進行后處理。膜生物反應器技術(shù)在設計之前就應充分考慮對污泥的處理方式與處置方式，就我國目前污水處理大環(huán)境而言，一般采取以下兩種途徑。

（1）采用機械脫水與機械濃縮，在污水處理廠內(nèi)將剩余的污泥進行脫水濃縮處理。將處理之后的污泥發(fā)酵后填埋處理或是用于農(nóng)業(yè)肥料。但是在多數(shù)處理廠內(nèi)，只是將污泥脫水壓縮，并沒有進行后續(xù)填埋工作，只處理、不處置的工作態(tài)度需要及時糾正。

（2）少部分污水處理廠內(nèi)裝有整套的處理裝置。污泥在高度濃縮之后進行厭氧式的發(fā)酵，并通過沼氣池來產(chǎn)電。在產(chǎn)電過程中，廢熱可以用于熱干化脫水污泥，是一套循環(huán)的處理系統(tǒng)。這種處理系統(tǒng)雖然能夠有效解決污泥的處理與處置，但過程過于復雜，所需要的資金投入量也比較大，因此只用于大型污水處理廠。

4 結(jié)語

隨著人們生態(tài)意識的增強，膜生物反應器技術(shù)已經(jīng)成功應用于多個污水處理領(lǐng)域。相較于傳統(tǒng)污水處理技術(shù)，MBR最明顯的優(yōu)勢就在于處理能力強、占地面積小、處理后的污水可二次回收利用。

膜生物處理只是整套工業(yè)污水處理中的一個流程、環(huán)節(jié)，對于整套工業(yè)污水處理系統(tǒng)來說，除了氣浮裝置與機械過濾裝置進行預處理外，污泥的后續(xù)處理與處置也是工業(yè)污水處理的內(nèi)容之一。只有全盤考慮、精密規(guī)劃設計，充分利用膜生反應器技術(shù)，才能達到污水處理的有效性，從而達到保護環(huán)境的目的。

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