水處理MBR 工藝技術(shù)經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新路徑研究

王偉 煙臺(tái)市城市排水服務(wù)中心

目前，許多企業(yè)排放的廢水指標(biāo)不符合要求。為了解決這些問題和廢水質(zhì)量的特點(diǎn)，需要利用低占地面積、低投資和低噪音的廢水處理設(shè)施，使現(xiàn)有的污水處理系統(tǒng)現(xiàn)代化。與傳統(tǒng)的生化水處理技術(shù)相比，膜生物反應(yīng)器具有處理效率、輸出水質(zhì)好、設(shè)備緊湊、自動(dòng)化控制簡(jiǎn)單、操作管理簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。MBR 儲(chǔ)層將由凈水箱中的臭氧消毒裝置使用MBR 薄膜專用水泵進(jìn)行消毒。

一、MBR 工藝

（一）工藝介紹

MBR 是膜生物反應(yīng)器的縮寫，是結(jié)合膜分離和生物處理技術(shù)的一種新的水處理技術(shù)。它通常分為三種類型：分割、集成和復(fù)合。分離是將膜元件和生物反應(yīng)器分離，通過循環(huán)泵將生物反應(yīng)器混合泵送到膜元件的過濾端，使混合液在壓力作用下滲入膜中，從而實(shí)現(xiàn)水處理效果。集成是將膜元件置于生物反應(yīng)器中。廢水進(jìn)入膜生物反應(yīng)器時(shí)，水中的大多數(shù)污染物由混合溶液中活化的污泥處置，然后由膜在輸出泵的作用下處理。復(fù)合形狀也屬于集成形狀類別，但生物膜反應(yīng)器除外，生物膜反應(yīng)器已通過增加載荷進(jìn)行了修改。

（二）工藝特點(diǎn)

膜生物反應(yīng)器中的膜分離設(shè)備可以截獲生物化學(xué)反應(yīng)罐中的活性污泥和大分子有機(jī)物，從而消除技術(shù)設(shè)備中的二次罐。膜分離大大改善了生物反應(yīng)器的功能，大大提高了活性污泥的濃度，并從根本上解決了傳統(tǒng)活性污泥法的許多問題。一般來說，MBR 工藝的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。首先，水質(zhì)是其最大的優(yōu)勢(shì)，這是MBR 工藝受到高度尊重的主要原因。其次，MBR 工藝部門撤出了沉淀池，使整個(gè)工藝設(shè)備相對(duì)集中，地面面積較小。MBR 工藝中殘馀污泥產(chǎn)量低，有助于避免傳統(tǒng)活性污泥工藝中污水污泥膨脹的缺陷，整個(gè)處理設(shè)備的操作和管理也很方便。

（三）工藝用膜

MBR 工藝中使用的膜可大致分為兩類：高分子有機(jī)膜和無機(jī)膜。聚合物有機(jī)薄膜由聚乙烯、聚丙烯材料、聚烯烴等組成。主要優(yōu)點(diǎn)是成本比較低，薄膜的制作工藝比較成熟，應(yīng)用廣泛?jiǎn)栴}在于聚合物對(duì)有機(jī)膜的抵抗力較低，壽命較短。無機(jī)膜由金屬氧化物、陶瓷、多孔玻璃、無機(jī)聚合物材料等組成。其優(yōu)點(diǎn)是能耗低、耐酸、耐高溫，缺點(diǎn)是成本高、制造工藝不成熟，使得無法大規(guī)模實(shí)施。

二、污水處理裝置的選取

（一）裝置的污水情況

本裝置產(chǎn)生的廢水是典型的生活污水，生化需氧量大于0.5，必須采用生化處理工藝。除有機(jī)和無機(jī)污染物外，廢水中還含有少量植物油。因此，它的技術(shù)側(cè)重于生物化學(xué)處理生活污水含有大量懸浮固體物質(zhì)和粒徑較大的衍生物，必須用格柵截留，以保護(hù)抽水裝置和后續(xù)處理設(shè)施。家庭廢水的質(zhì)量和數(shù)量隨著時(shí)間的推移而變化很大，因此需要建立調(diào)節(jié)池，以調(diào)節(jié)水量和平衡水質(zhì)。該裝置的廢水效率低于30 米/秒，運(yùn)行時(shí)間為24 時(shí)，平均流量為1.05 米/小時(shí)，主要是污水，這是一個(gè)小型水循環(huán)系統(tǒng)，包括冬季供暖和供暖系統(tǒng)。

（二）污水處理裝置的選取

根據(jù)工廠廢水的實(shí)際情況，廢水處理系統(tǒng)采用膜生物反應(yīng)器膜處理工藝。MBR 薄膜的處理工藝具有處理簡(jiǎn)便、調(diào)節(jié)池體積小、地面面積小、操作成本低等優(yōu)點(diǎn)；反應(yīng)過程中基材濃度梯度大，反應(yīng)動(dòng)力大，處理效率高；對(duì)有機(jī)和有毒負(fù)荷具有較強(qiáng)的抗沖擊性，操作靈活，靜態(tài)降水，輸出水質(zhì)良好；厭氧（缺氧）與好氧過程交替，污泥年輕化，活性高。原來的污水處理廠用作污水調(diào)節(jié)池。廢水調(diào)節(jié)池的廢水在沉淀池中較高，在接觸式氧化池中可生物降解，由MBR 薄膜過濾器處理，然后由清潔水泵加壓，再排放到站外明渠中。

（三）污水處理裝置的工藝流程

生活污水進(jìn)入初始排泄池，以確保均勻性和調(diào)節(jié)性，然后進(jìn)入接觸氧化池。生物接觸氧化是曝氣生物處理技術(shù)之一。池塘整體半軟充填大于表面，水特征穩(wěn)定，容易形成生物膜，是生物膜生長(zhǎng)的理想場(chǎng)所。廢水在生物化學(xué)池中不斷循環(huán)利用，使薄膜與廢水中的有機(jī)物質(zhì)完全接觸、降解和氧化，從而大大減少廢水中的COD 含量。廢水進(jìn)入MBR 薄膜池處理，生活污水達(dá)到MBR 薄膜處理標(biāo)準(zhǔn)后，由自動(dòng)吸入泵排放到凈化池中。凈水箱中的廢水經(jīng)計(jì)量裝置消毒后被排放到排水管道中。具體流程如圖1 所示。

三、MBR 工藝未來的發(fā)展趨勢(shì)

第一，科學(xué)合理選擇新材料制造和改進(jìn)薄膜，或者改進(jìn)薄膜的生產(chǎn)工藝，有效提高薄膜的環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)性。第二，為了優(yōu)化MBR 工藝的形式和運(yùn)行條件，需要在現(xiàn)有工藝組合的基礎(chǔ)上進(jìn)行有效創(chuàng)新，以更好地彌補(bǔ)傳統(tǒng)工藝的不足。第三，需要開發(fā)有效的膜清洗技術(shù)，以進(jìn)一步減少膜的流失。最后，需要有效培育和學(xué)習(xí)MBR 工藝的優(yōu)良品種，進(jìn)一步提高工藝的節(jié)能效率和加工效果，保證技術(shù)設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，開發(fā)新型膜生物反應(yīng)器。

四、結(jié)束語

簡(jiǎn)言之，MBR 工藝在廢水處理中起著非常重要的作用。膜生物反應(yīng)器工藝由于其優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)，在相關(guān)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)階段，我們必須加大研究力度，改進(jìn)MBR工藝的應(yīng)用過程，進(jìn)一步提高M(jìn)BR 工藝的應(yīng)用水平和效率。