MBR工藝及其在中水回用中應(yīng)用比較研究

摘 要：本文在分析了MBR工藝原理、類型、特點(diǎn)以及應(yīng)用范圍的基礎(chǔ)上，對MBR工藝和接觸氧化法在中水回用中的應(yīng)用進(jìn)行了對比。MBR工藝具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性、安全性，占用空間更少，日常維護(hù)管理簡單、易操作且成本低，具有很好的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：MBR工藝；中水回用；接觸氧化法

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.12.039

0 概述

中水又叫再生水，是污水處理后達(dá)到相應(yīng)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，滿足使用需求可以進(jìn)行再次使用的水。通過MBR工藝處理后的污水達(dá)標(biāo)排放，其優(yōu)勢在于經(jīng)消毒后能夠滿足城市中水使用標(biāo)準(zhǔn)，廣泛應(yīng)用于市政園林綠化、城市景觀以及車輛沖洗等領(lǐng)域。

1 MBR工藝原理、類型及特點(diǎn)

1.1 工藝原理

膜生物反應(yīng)器（MBR工藝）是一種將膜高效分離技術(shù)與傳統(tǒng)活性污泥法相結(jié)合的新型高效污水處理工藝。利用膜分離設(shè)備將生化反應(yīng)池中的活性污泥和大分子有機(jī)物截留，減少剩余污泥產(chǎn)生量（甚至為零），解決了傳統(tǒng)活性污泥法的諸多不足。此外，不需要二沉池構(gòu)造，節(jié)約空間和成本。MBR工藝強(qiáng)化了生物反應(yīng)器功能，提高了活性污泥濃度，可以分別控制水力停留時(shí)間和污泥停留時(shí)間，污水中一些難降解的物質(zhì)在反應(yīng)器中不斷反應(yīng)、降解。

1.2 工藝類型

根據(jù)不同標(biāo)準(zhǔn)，MBR工藝又可以進(jìn)一步細(xì)分為不同類型。（1）按生化系統(tǒng)和膜分離系統(tǒng)的相對位置，MBR可分為分置式和一體式。分置式MBR是將膜組件放置在單獨(dú)膜池內(nèi)，一體式則是將膜組件直接放置在生化系統(tǒng)內(nèi)。（2）按膜組件的放置位置的不同，MBR可分為浸沒式和管式，浸沒式是將膜組件浸沒于生物反應(yīng)器或膜池內(nèi)，管式則是將膜元件裝填在膜管內(nèi)，再設(shè)置膜架放置膜管。（3）按過濾推動(dòng)方式，MBR可分為正壓式和負(fù)壓式。正壓式MBR多采用管式膜，通過料液循環(huán)錯(cuò)流運(yùn)行，生物反應(yīng)器的混合液由泵增壓后進(jìn)入膜組件，在壓力作用下濾液成為系統(tǒng)處理出水，大分子等物質(zhì)被膜截留。負(fù)壓式多采用浸沒式，通過泵的負(fù)壓抽吸作用得到膜過濾出水。

1.3 工藝特點(diǎn)

MBR工藝處理城市生活污水具有良好的應(yīng)用效果和推廣前景。該工藝具有：（1）出水水質(zhì)穩(wěn)定。MBR中的膜能夠截留微生物，縮短活性污泥馴化、增量過程，加強(qiáng)了污水的處理深度和系統(tǒng)的抗沖擊力，出水穩(wěn)定。（2）占地面積較小。MBR工藝處理污水能夠在高負(fù)荷下運(yùn)轉(zhuǎn)，設(shè)備緊湊，提高容積負(fù)荷，膜組件替代二沉池和過濾設(shè)備，減少占地面積。（3）管理簡便。MBR工藝原理主要是通過膜的抽吸來進(jìn)行泥水分離，MBR出水因污泥膨脹因素影響較小，且工藝的自動(dòng)化程度高，管理方便。（4）抗沖擊性強(qiáng)。MBR工藝處理污水時(shí)，當(dāng)進(jìn)水水量短時(shí)間內(nèi)有較大變化時(shí)，可以通過短時(shí)間內(nèi)加大膜通過流量以緩解沖擊，而當(dāng)進(jìn)水水質(zhì)變化，較高的污泥濃度也可以起到很好的緩解沖擊效果。

1.4 適用范圍

MBR工藝具有高效的污水處理效果，并在多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，被認(rèn)為是中水回用的最佳選擇。如：小區(qū)污水處理、對綠化美觀有要求的公司、工程，占地面積有限的改造項(xiàng)目，以及對出水水質(zhì)有著嚴(yán)格要求的地區(qū)。

2 MBR與接觸氧化工藝應(yīng)用比較

接觸氧化法與MBR工藝用于中水處理在國內(nèi)已有30多年歷史，大多通過了驗(yàn)收，并運(yùn)行良好。但MBR工藝無論是在工藝流程、處理效果、投資成本以及后期的運(yùn)行維護(hù)管理等方面都具有優(yōu)勢。

2.1 處理流程比較

接觸氧化工藝應(yīng)用中水處理，首先將原水提取通過隔油池、格柵和曝氣調(diào)節(jié)池后，經(jīng)由提升泵提至一、二級曝氣池，再經(jīng)過初沉池沉淀后進(jìn)入三級曝氣池，二沉池沉淀后將中間水池經(jīng)由過濾泵提至過濾罐，加藥消毒后達(dá)標(biāo)排放，實(shí)現(xiàn)變頻供水利用。而MBR工藝則將接觸氧化工藝流程中的第三級曝氣池和沉淀池改造為膜處理池，取消了一、二級曝氣池和初沉池、過濾罐，有效容積大幅提升。

2.2 處理效果比較

從日常的處理效果觀測來看，無論是出水穩(wěn)定性、濁度、消毒效果，以及臭味等MBR均要優(yōu)于接觸氧化工藝。具體原因，MBR工藝結(jié)合了高容積負(fù)荷和納濾，對來水用水的不規(guī)律適應(yīng)性強(qiáng)，抗沖擊力要優(yōu)于接觸氧化工藝的抗水力負(fù)荷沖擊。而接觸氧化工藝生物相易波動(dòng)，處理效果不穩(wěn)定，大腸菌群以及總余氯不達(dá)標(biāo)。

2.3 工藝運(yùn)行比較

無論是MBR工藝還是接觸氧化工藝處理中水回用的日常運(yùn)行費(fèi)用主要是設(shè)備維修費(fèi)、化學(xué)品消耗費(fèi)用和補(bǔ)充自來水費(fèi)用。接觸氧化法由于水質(zhì)波動(dòng)大，在生物相培養(yǎng)調(diào)整、過濾罐反沖洗以及更換濾料等會(huì)增加自來水使用成本的消毒劑等。而MBR工藝美院過濾罐和生物填料等問題，水質(zhì)處理穩(wěn)定，節(jié)省生物填料更換和過濾罐清洗等費(fèi)用?？紤]MBR工藝中的膜組件更換會(huì)增加運(yùn)行成本，可通過嚴(yán)格管理來降低成本。

2.4 工藝維護(hù)比較

MBR工藝和接觸氧化法后期的維護(hù)費(fèi)用都是一筆不小的開支，各自的維護(hù)方法和維護(hù)關(guān)注的重點(diǎn)差別較大。其中，MBR主要是做好膜組件的維護(hù)，為不影響系統(tǒng)正常運(yùn)行，可采用分組停機(jī)方式進(jìn)行，要嚴(yán)格控制雜物、殘?jiān)冗M(jìn)入膜處理池，防止損傷膜組件表面，及時(shí)修補(bǔ)或更換受損膜片。鑒于納濾后細(xì)菌指標(biāo)在消毒前已實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)，因此，正常按MBR工藝流程要求定量投加消毒劑即可。接觸氧化工藝設(shè)備較多，重點(diǎn)需要做好生化池、過濾罐的維護(hù)和消毒劑投加。

3 結(jié)語

我國是水資源匱乏的國家，人均水資源的占有量僅為世界人均占有量的1/4，還呈現(xiàn)出區(qū)域分布不均等嚴(yán)峻形勢。隨著城市化進(jìn)程的加快，城市用水量激增，全國300多個(gè)大中型城市就有50多個(gè)屬于缺水型城市。因此，探討城市中水回用技術(shù)具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。通過MBR工藝的分析和探討，對于深化工藝認(rèn)識(shí)，完善工藝流程，推廣工藝應(yīng)用，發(fā)揮工藝的社會(huì)價(jià)值、經(jīng)濟(jì)價(jià)值和環(huán)境效益都具有積極意義。通過比較MBR和接觸氧化工藝處理中水可以得出：MBR工藝更具穩(wěn)定性、安全性，占用空間更少，日常維護(hù)管理簡單、易操作且成本低，因此，具有很好的應(yīng)用前景。

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作者簡介：高海平（1981-），男，山東煙臺(tái)人，本科，助理工程師，主要從事水污染控制研究。