關(guān)于MBR膜生物反應(yīng)器的優(yōu)勢、應(yīng)用范圍

膜-生物反應(yīng)器（Membrane Bio-Reactor,MBR）為膜分離技術(shù)與生物處理技術(shù)有機結(jié)合之新型態(tài)廢水處理系統(tǒng)。


簡    介

以膜組件取代傳統(tǒng)生物處理技術(shù)末端二沉池，在生物反應(yīng)器中保持高活性污泥濃度，提高生物處理有機負荷，從而減少污水處理設(shè)施占地面積，并通過保持低污泥負荷減少剩余污泥量。

主要利用沉浸于好氧生物池內(nèi)之膜分離設(shè)備截留槽內(nèi)的活性污泥與大分子有機物。膜生物反應(yīng)器系統(tǒng)內(nèi)活性污泥（MLSS）濃度可提升至8000~10,000mg/L，甚至更高；污泥齡(SRT)可延長至30天以上。

膜生物反應(yīng)器因其有效的截留作用，可保留世代周期較長的微生物，可實現(xiàn)對污水深度凈化，同時硝化菌在系統(tǒng)內(nèi)能充分繁殖，其硝化效果明顯，對深度除磷脫氮提供可能。


用    途

污水處理:中國是一個缺水國家,污水處理及回用是開發(fā)利用水資源的有效措施。污水回用是將城市污水、工業(yè)污水通過膜生物反應(yīng)器等設(shè)備處理之后,將其用于綠化、沖洗、補充觀賞水體等非飲用目的,而將清潔水用于飲用等高水質(zhì)要求的用途。

城市污水、工業(yè)污水就近可得,可免去長距離輸水，而實現(xiàn)就近處理實現(xiàn)水資源的充分利用，同時污水經(jīng)過就近處理，也可防止污水在長距離輸送過程中造成污水滲漏，導(dǎo)致污染地下水源。污水回用已經(jīng)在世界上許多缺水的地區(qū)廣泛采用,被認為21世紀污水處理最實用技術(shù)。

【進出水水質(zhì)比較】

一般城市污水設(shè)計進水水質(zhì):BOD5<300mg/l ；CODcr<500mg/l ；SS<300mg/l ；T-N<45mg/l

出水水質(zhì):BOD5<10mg/l ；NH4+-N<10.0mg/l；CODcr〈30mg/l ；濁度<5NTU；總大腸細菌總數(shù)<3個/L ；

【膜分類】

膜的種類繁多,可以根據(jù)分離機理、膜的性質(zhì)和膜的結(jié)構(gòu)進行分類。

按分離機理

有反應(yīng)膜、離子交換膜、滲透膜等。

按膜的性質(zhì)

有天然膜(生物膜)和合成膜(有機膜和無機膜) 。

按膜的類型

有平板型、管型、螺旋型及中空纖維型等。


工    藝

MBR是膜分離技術(shù)與生物處理法的高效結(jié)合,其起源是用膜分離技術(shù)取代活性污泥法中的二沉池,進行固液分離。這種工藝不僅有效地達到了泥水分離的目的,而且具有污水三級處理傳統(tǒng)工藝不可比擬的優(yōu)點:

1、高效地進行固液分離,其分離效果遠好于傳統(tǒng)的沉淀池,出水水質(zhì)良好,出水懸浮物和濁度接近于零,可直接回用,實現(xiàn)了污水資源化。

2、膜的高效截留作用,使微生物完全截留在生物反應(yīng)器內(nèi),實現(xiàn)反應(yīng)器水力停留時間(HRT)和污泥齡(SRT)的完全分離,運行控制靈活穩(wěn)定。

3、由于MBR將傳統(tǒng)污水處理的曝氣池與二沉池合二為一,并取代了三級處理的全部工藝設(shè)施,因此可大幅減少占地面積,節(jié)省土建投資。

4、利于硝化細菌的截留和繁殖,系統(tǒng)硝化效率高。通過運行方式的改變亦可有脫氨和除磷功能。

5、由于泥齡可以非常長,從而大大提高難降解有機物的降解效率。

6、反應(yīng)器在高容積負荷、低污泥負荷、長泥齡下運行,剩余污泥產(chǎn)量極低,由于泥齡可無限長,理論上可實現(xiàn)零污泥排放。

7、系統(tǒng)實現(xiàn)PLC控制,操作管理方便。


技 術(shù) 優(yōu) 點

高MLSS與微濾膜過濾下，出水水質(zhì)穩(wěn)定,高品質(zhì)。高容積負荷下，停留時間短，MBR流程較傳統(tǒng)系統(tǒng)簡單 ，占地面積減小完全取代沉淀池、砂濾單元，占地面積較傳統(tǒng)方式節(jié)省30%，無污泥沉降性問題。

反應(yīng)池內(nèi)MLSS濃度可達10000mg/L以上，耐負荷沖擊能力強，有效處理高濃度有機廢水。在微濾膜過濾下，分離效果遠優(yōu)于傳統(tǒng)沉淀池及砂濾等處理單元，出水水質(zhì)良好穩(wěn)定，懸浮物和濁度低，一般低污染度市政廢水經(jīng)過處理后，可直接做為中水道用水或現(xiàn)場資源回收水使用。

有利于增殖緩慢的硝化細菌的截留、生長和繁殖，系統(tǒng)的硝化效率得以提高，A/O反應(yīng)下具高效脫氮的功能，A/O、A2O法可有效去除氨氮與磷，尤其適用于水質(zhì)管制區(qū)內(nèi)使用。微濾膜可攔除大部分細菌等微生物，減少消毒藥劑添加量及獲得安全的回用水。低能耗，操作運轉(zhuǎn)費用低。生物攔截在池內(nèi)，可取得較長的SRT高污泥齡之運轉(zhuǎn)下,在生物自解下污泥量減少1/2以上 。

低廢棄污泥量低于傳統(tǒng)活性污泥法、排泥周期長、操作彈性大，生物膜管系統(tǒng)屬于絕對過濾系統(tǒng)及高MLSS,可輕易克服變異性大之廢水。系統(tǒng)PLC控制設(shè)計，操作維護容易，可實現(xiàn)自動化控制，便于管理高生物污泥操作濃度；MLSS =6000 ~10000mg/l ，可減少生物好氧污泥池之體積 可作封閉式設(shè)計，低公害，低噪音，低臭味。膜分離大大提高了污水的大分子難降解的物質(zhì)處理效率。

標準移動式模組化設(shè)計，快速簡單的安裝，易于分期擴充，適用于對于舊有污水處理廠進行改造，僅需增設(shè)MBR膜組設(shè)備。

【原有程序加入MBR程序】

流程變動 原程序中有沉淀池兩座、快混池、慢混池、加壓浮除、上流式過濾一組、活性炭塔兩座等程序。幾乎可全被MBR持取代。將其中一池沉淀池改為平底，置入MBR模組。即可取代原有其他程序。

處理水質(zhì)更佳 原先至加壓浮除后排放水質(zhì)：

COD=182mg/l，SS=6.5mg/l，

NH4-N=0.4mg/l，NO3-N=31.4mg/l 經(jīng)MBR處理后水質(zhì)：

COD=165.5mg/l，SS=5.7mg/l，

NH4-N=0.19mg/l，NO3-N=25mg/l

操作維護更容易，成本更低 原先程序復(fù)雜，池體與機械眾多，人員操作技術(shù)性與復(fù)雜度高。所需人力多。由MBR池取代后，反洗由PLC自動控制。化學洗程序單純，各組分別實施。人員操作管理極容易。

設(shè)置成本 池體多、機械多 由原有沉淀池體空間運用。

耗材 由于機械眾多，復(fù)雜，耗材數(shù)量大。也必須活化或更新活性炭。機械數(shù)量少，形式單純


應(yīng) 用 方 式

【總述】

為上世紀90年代國際上新興的水處理技術(shù)，它將污水生物處理技術(shù)與膜分離技術(shù)相結(jié)合，首先利用生化技術(shù)降解水中的有機物，馴養(yǎng)優(yōu)勢菌類 、阻隔細菌，然后利用膜技術(shù)過濾懸浮物和水溶性大分子物質(zhì)，降低水濁度，達到排放標準。膜生物反應(yīng)器技術(shù)可廣泛用于污水處理和中水回用等領(lǐng)域。

【CCAS技術(shù)】

即連續(xù)循環(huán)曝氣系統(tǒng)工藝（Continuous Cycle Aeration System），是一種連續(xù)進水式SBR曝氣系統(tǒng)。污水處理工藝CCAS是在SBR（Sequencing Batch Reactor，序批式處理法）的基礎(chǔ)上改進而成。

CCAS污水處理工藝對污水預(yù)處理要求不高，只設(shè)間隙15mm的機械格柵和沉砂池。生物處理核心是CCAS反應(yīng)池，除磷、脫氮、降解有機物及懸浮物等功能均在該池內(nèi)完成，出水可達標排放。

【污水處理工藝CCAS上獨特的優(yōu)勢】

(1)曝氣時，CCAS污水處理的污水和污泥處于完全理想混合狀態(tài)，保證了BOD、COD的去除率，去除率高達95%。

(2)“好氧-缺氧”及“好氧-厭氧”的反復(fù)運行模式強化了磷的吸收和硝化-反硝化作用，使氮、磷去除率達80%以上，保證了出水指標合格。

(3)沉淀時，整個CCAS反應(yīng)池處于完全理想沉淀狀態(tài)，使出水懸浮物極低，低的值也保證了磷的去除效果。

CCAS污水處理工藝的缺點是各池子同時間歇運行，人工控制幾乎不可能，全賴電腦控制，對處理廠的管理人員素質(zhì)要求很高，對設(shè)計、培訓、安裝、調(diào)試等工作要求較嚴格。

【連續(xù)微濾技術(shù)】

采用微濾膜對液體進行選擇性過濾分離，在操作壓力范圍下對液體混合物進行截流而達到分離、濃縮、凈化的目的。目前，連續(xù)超微濾技術(shù)受到市場和用戶的廣泛關(guān)注及使用，為一成熟技術(shù)。

公司的聚丙烯中空纖維膜元件在凈水領(lǐng)域、河川水、深井水及工業(yè)制程濃縮的處理有豐富的經(jīng)驗。膜系統(tǒng)中原水在膜外側(cè)，凈化水走膜內(nèi)側(cè)，回流比高，水在膜管內(nèi)的流速大，有利于減小膜污染。

同時采用氣水混合反洗工藝，通過空氣對膜表面的擦洗，能夠有效的保護膜元件，膜清洗效果好，可有效去除水中的細菌、微生物和懸浮物等雜質(zhì)，出水濁度近于零....

可作為RO、NF的前處理，可使RO、NF進水的SDI≦2，大大的延長了RO、NF膜元件的使用壽命，確保膜系統(tǒng)的長時間的穩(wěn)定運行。

線上清洗，結(jié)合膜材料的優(yōu)良機械性能，可采用氣水反沖洗技術(shù)和錯流工藝，占地面積小。

傳統(tǒng)的方法需要復(fù)雜的工藝處理才能達到RO、NF進水的要求，CMF只需一步過濾就可得到高品質(zhì)的預(yù)處理水，直接作為RO、NF的進水，產(chǎn)水率95%以上。

投資成本低。減少前處理設(shè)備和藥劑的費用。

延長RO、NF的清洗周期。使RO、NF的清洗周期從1-3個月延長到半年以上，壽命從2-3年延長到5年以上。

【可實現(xiàn)自動控制及遠端監(jiān)控】

膜組化設(shè)備

臺灣纖維膜公司提供膜組化設(shè)備可直接放置于生物處理池中,使用上無論是新建或舊有污水廠改善皆非常便利,膜組化經(jīng)由精確的計算與設(shè)計可有效降低膜污染及使用壽命,并在長期的設(shè)備運行中得到驗證。

模組化的設(shè)計，易于擴充，可設(shè)計為移動式廢水處理單元

可依業(yè)主需求，配合產(chǎn)能，進行分期處理量之擴充

分期擴充處理能力，降低初期成本投資

克服低負荷造成生物系統(tǒng)運轉(zhuǎn)不易操作等問題

膜組化設(shè)計,可依水量設(shè)計或需求隨時增加于處理池內(nèi)

安裝簡易,施工期短

一體化控制,自動操作

線上清洗設(shè)備,操作便利

依據(jù)池體容積及需求選用PP及PVDF膜設(shè)備

中水，即城市污水經(jīng)三級處理后的再生水。常用于灌溉、洗滌、環(huán)衛(wèi)、造景等非飲用功能。臺灣纖維膜為MBR中空纖維膜系統(tǒng)供應(yīng)公司，提供膜技術(shù)運用經(jīng)驗。公司經(jīng)過多年MBR膜生物反應(yīng)器的應(yīng)用經(jīng)驗，研究開發(fā)了‘TF-MBR-RT’系列自控一體式中水處理回用設(shè)備。

適用于中小型規(guī)模的中水處理與回用設(shè)備?？蛇\用生活社區(qū)、賓館飯店、觀光度假區(qū)、學校、辦公大樓、船舶等分散用戶的日常生活污水處理及回收再利用。

在2004年意大利招開的環(huán)保年會上，從各方面評估公認MBR膜生物反應(yīng)器為市政污水最終可行的中水回用技術(shù)。

偏遠地區(qū)飲用水的水源通常取用地下水或地表水（如河川水、雨水，湖泊等），由于原水中存在著不同的雜質(zhì)，故規(guī)劃流程亦為兩套主架構(gòu)。


應(yīng) 用 領(lǐng) 域

【有機廢水處理】

各類飲料工廠、酒廠、食品廠、畜牧廠、屠宰廠、 染整作業(yè)廠、皮革廠、紙漿廠

制藥廠、高濃度有機處理廠等之廢水處理

舊有污水廠制程改善

逆滲透系統(tǒng)之前處理

污水中水回用

大型市政廢水處理及再利用、社區(qū)生活中水回用、、百貨、辦公大樓中水回用、

餐廳或風景區(qū)廢水處理及再利用

地表水凈化處理

洗車廠船舶污水回收再利用

放流水直接過濾，完全取代砂濾。操作人力省、逆洗超快、無逆洗水出現(xiàn)…。降低SS保證至10以下，但往往逼近0取代傳統(tǒng)RO前處理。取代純水制造的前處理。地下水砂粒過濾。配合MBR工法，不用沉淀池、污泥濃縮池、砂濾池等用地節(jié)省。更大大去除COD與BOD。尤其對于BOD去除率超顯著，20以下為正常值。

MBR工藝再配合A/O、A2/O工藝，可大舉降低氮與磷，適用在水質(zhì)與水源保護區(qū)。

在歐、美、大陸蓬勃發(fā)展，大家都在腦力激蕩，如何配套使用。如：養(yǎng)殖業(yè)凈水、采礦業(yè)、飲水機等等。變形的中空纖維膜應(yīng)用，如雨后春筍。也歡迎大家討論。


特    點

1 ) 對污染物的去除率高，抗污泥膨脹能力強，出水水質(zhì)穩(wěn)定可靠，出水中沒有懸浮物;

2 ) 膜生物反應(yīng)器實現(xiàn)了反應(yīng)器污泥齡STR和水力停留時間HRT的分別控制，因而其設(shè)計和操作大大簡化;

3 ) 膜的機械截留作用避免了微生物的流失，生物反應(yīng)器內(nèi)可保持高的污泥濃度，從而能提高體積負荷，降低污泥負荷，具有極強的抗沖擊能力;

4 ) 由于SRT很長，生物反應(yīng)器又起到了“污泥硝化池”的作用，從而顯著減少污泥產(chǎn)量，剩余污泥產(chǎn)量低，污泥處理費用低;

5 ) 由于膜的截流作用使SRT延長，營造了有利于增殖緩慢的微生物。如硝化細菌生長的環(huán)境，可以提高系統(tǒng)的硝化能力，同時有利于提高難降解大分子有機物的處理效率和促使其徹底的分解;

6 ) MBR曝氣池的活性污泥不會隨出水流失，在運行過程中，活性污泥會因進入有機物濃度的變化而變化，并達到一種動態(tài)平衡，這使系統(tǒng)出水穩(wěn)定并有耐沖擊負荷的特點;

7 ) 較大的水力循環(huán)導(dǎo)致了污水的均勻混合，因而使活性污泥有很好的分散性，大大提高活性污泥的比表面積。MBR系統(tǒng)中活性污泥的高度分散是提高水處理的效果的又一個原因。這是普通生化法水處理技術(shù)形成較大的菌 膠團所難以相比的;

8 ) 膜生物反應(yīng)器易于一體化，易于實現(xiàn)自動控制，操作管理方便;

9 ) MBR工藝省略了二沉池，減少占地面積。