膜生物反應(yīng)器在污水處理中的應(yīng)用分析

宗春香 王 剛

（博瑞德環(huán)境集團(tuán)股份有限公司 江蘇南京 210023）

引言

現(xiàn)如今我國經(jīng)濟(jì)水平不斷提高，居民的生活水平日益提升，生活中、工業(yè)上的污水排放量也在增多，污水處理問題得到普遍關(guān)注。與此同時(shí)，我國的污水排放標(biāo)準(zhǔn)也在不斷提高，對污水處理提出了更高的要求。膜生物反應(yīng)器（MBR）將膜分離和生物處理相結(jié)合，利用膜組件代替?zhèn)鹘y(tǒng)污水處理工藝中的二沉池，達(dá)到泥水分離的效果。由于其具有出水水質(zhì)好、污泥濃度高、污泥產(chǎn)量少等優(yōu)點(diǎn)，越來越多的研究者對膜生物反應(yīng)器處理技術(shù)開展了相關(guān)研究，且該技術(shù)已經(jīng)在許多工程中得到了實(shí)際應(yīng)用。

1 膜生物反應(yīng)器的基本原理

膜生物反應(yīng)器作為一種污水處理新技術(shù)，得到了國內(nèi)外研究者的廣泛關(guān)注，我國對膜生物反應(yīng)器工藝的研究始于20世紀(jì)90年代[1]。這種技術(shù)將傳統(tǒng)的生物處理技術(shù)和膜分離技術(shù)有機(jī)結(jié)合在一起，利用活性污泥法去除污水中的有機(jī)污染物，再通過膜的截留作用將水和活性污泥進(jìn)行固液分離。膜生物反應(yīng)器主要由生化池和膜組件兩部分組成，根據(jù)其組合方式可分為分置式膜生物反應(yīng)器、一體式膜生物反應(yīng)器和復(fù)合式膜生物反應(yīng)器三種類型。

2 膜生物反應(yīng)器的應(yīng)用現(xiàn)狀

由于膜生物反應(yīng)器污泥濃度高、泥齡較長，對生活污水、高濃度有機(jī)廢水與難降解工業(yè)廢水均有良好的處理效果。其占地面積小，設(shè)備緊湊，在實(shí)際應(yīng)用中可以根據(jù)處理需要，與其他工藝靈活結(jié)合以達(dá)到不同目的。目前膜生物反應(yīng)器與其他技術(shù)的組合工藝主要包括以下幾種。

2.1 A/O-MBR組合工藝

A/O工藝除了具有降解污水中COD的作用外，還可有效去除污水中的氨氮。由于硝化菌繁殖速度較慢，世代周期長，因此需要較長的污泥齡。將A/O工藝和MBR工藝結(jié)合可以有效提高污泥齡，有利于硝化菌的生長，提高了脫氮效果。同時(shí)，MBR反應(yīng)器較高的污泥濃度增強(qiáng)了系統(tǒng)的抗沖擊負(fù)荷能力，保證出水水質(zhì)穩(wěn)定，且占地面積僅為傳統(tǒng)活性污泥法的1/5～1/3[2]。

2.2 BAF-MBR組合工藝

盡管膜生物反應(yīng)器具有多種優(yōu)勢，但在實(shí)際應(yīng)用中存在著較嚴(yán)重的膜污染問題，從而導(dǎo)致成本較高，難以大范圍推廣。BAF將生物接觸氧化法和生物濾池相結(jié)合，同時(shí)具有生物氧化降解和過濾的作用。微生物主要生長在反應(yīng)器內(nèi)的填料上，懸浮態(tài)微生物濃度與傳統(tǒng)生化池相比大大降低，因此可以有效控制膜污染[3]。

2.3 EGSB-MBR組合工藝

厭氧膜生物反應(yīng)器是將厭氧生物技術(shù)與膜技術(shù)相結(jié)合用來處理污水的新型設(shè)備，包括厭氧濾池-MBR、UASB-MBR和EGSB-MBR等[4]。由于厭氧反應(yīng)器不需要曝氣，其膜污染問題比好氧MBR更為嚴(yán)重。EGSB是第三代厭氧反應(yīng)器，在UASB的基礎(chǔ)上增加了循環(huán)回流的設(shè)計(jì)，不僅可以提高污泥和進(jìn)水的混合效果，還可以提高反應(yīng)器內(nèi)水流速度，增大對膜的沖刷作用，減緩膜污染。

3 膜生物反應(yīng)器的優(yōu)勢

3.1 出水水質(zhì)好

根據(jù)其原理，膜生物反應(yīng)器用膜分離代替了二沉池，其對污泥顆粒的截留作用明顯優(yōu)于傳統(tǒng)沉淀池的沉降效果，大大提高了出水水質(zhì)。另外，膜分離還可去除大部分細(xì)菌和病毒，出水可直接回用。

3.2 污泥濃度高

由于膜生物反應(yīng)器可以截留污泥，生化池中的MLSS濃度可以達(dá)到10000mg/L以上[5]。這樣大大提高了生化池的容積負(fù)荷，節(jié)省了生化池的占地面積，且更有利于處理高濃度或難降解的廢水。同時(shí)，膜生物反應(yīng)器不會(huì)出現(xiàn)傳統(tǒng)活性污泥法在高污泥濃度下出現(xiàn)的跑泥、死泥和污泥膨脹等問題。

3.3 污泥產(chǎn)量少

膜生物反應(yīng)器是在高容積負(fù)荷、低污泥負(fù)荷下運(yùn)行的，理論上來講，其污泥齡趨近于無限長，剩余污泥量為零。在實(shí)際運(yùn)行中，膜生物反應(yīng)器的污泥齡也遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)活性污泥法，剩余污泥量很低，降低了剩余污泥處理和處置的成本。同時(shí)，較長的污泥齡促進(jìn)了世代較長的微生物的生長，有利于污水中難降解有機(jī)物的去除。

4 膜生物反應(yīng)器的應(yīng)用前景

膜生物反應(yīng)器在污水處理中表現(xiàn)出較好的處理效果，具有出水水質(zhì)好、污泥濃度高、污泥產(chǎn)量少等優(yōu)點(diǎn)，且可以與多種工藝靈活結(jié)合達(dá)到不同的效果。但是在實(shí)際應(yīng)用中由于膜污染使其成本較高，阻礙了其推廣。因此在今后的研究中應(yīng)當(dāng)通過開發(fā)新型抗污染膜材料、改進(jìn)工藝等方式減緩膜污染，這樣才會(huì)使這項(xiàng)技術(shù)具有更大的競爭優(yōu)勢和更廣闊的應(yīng)用前景。

結(jié)語

本文介紹了膜生物反應(yīng)器的應(yīng)用現(xiàn)狀，分析了其優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用前景。盡管其應(yīng)用在現(xiàn)階段還受到成本的限制，但這項(xiàng)技術(shù)可以高效處理污水，同時(shí)帶來優(yōu)質(zhì)的水資源。隨著這項(xiàng)技術(shù)的不斷成熟，其成本會(huì)不斷降低，未來將會(huì)成為污水處理和資源化的重要途徑。參考文獻(xiàn)

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[2]程永偉,武彥生,高雄,等.A/O+MBR組合工藝處理方便面廠生產(chǎn)廢水[J].中國給水排水,2018,34(02):103-106.

[3]王曼,馮綺瀾,趙慶良,等.BAF-MBR用于污水深度處理與同步化學(xué)除磷[J].環(huán)境工程學(xué)報(bào),2016,10(09):4945-4950.

[4]陳立楠,廖德祥,石文潮,等.厭氧膜生物反應(yīng)器工藝研究現(xiàn)狀[J].廣州化工,2018,46(09):5-7.

[5]劉紀(jì)成,張勇,陳春生,等.AAOA-MBR工藝在超高污泥濃度下的運(yùn)行[J].中國給水排水,2018,34(09):1-5.