發(fā)展歷史
在MBR研究初期，生物反應器的構型一般為好氧活性污泥反應器。天源環(huán)保設備其主要問題是懸浮污泥濃度過高，導致膜污染速率快；脫氮除磷效果不理想；曝氣能耗較高。近幾年來，出現(xiàn)了MBR的改進工藝——復合型膜生物反應器，獲得了更好的污染物去除效果和更穩(wěn)定的運行性能。復合MBR工藝是將生物膜法或生物接觸氧化法與活性污泥法結(jié)合而構成的復合生物反應器(Hybridbioreactor，HBR)與膜分離的聯(lián)用工藝。
在HBR—MBR工藝中，附著生長的生物膜和懸浮生長的活性污泥2種形式的微生物共存，二者發(fā)揮各自的優(yōu)勢，共同承擔去除污染物的作用，使得出水水質(zhì)得以提升，出水氨氮濃度低于活性污泥MBR，同時抗沖擊負荷的能力得到增強。因生物載體的介入而形成的生物膜具有多層結(jié)構，從外至內(nèi)因氧傳遞阻力的增加而形成氧濃度梯度，進而構成外層以好氧為主而內(nèi)層以缺氧或厭氧為主的微環(huán)境，有利于提高系統(tǒng)的生物脫氮除磷能力。
另外，復合生物反應器中微生物群落結(jié)構多樣化，生物的食物鏈長，可有效改善污泥性狀，提高其處理能力。與傳統(tǒng)高濃度的活性污泥工藝相比，HBR-MBR工藝由于總生物量中懸浮污泥濃度的減少而有利于減緩膜污染，提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。
MBR膜污水處理設備技術要點
市場分析
隨著中國的工業(yè)化和城市化的深入，中國污水處理領域的投資將持續(xù)保持增長，但短期內(nèi)投資增速則顯現(xiàn)出下滑的趨勢。2010年中國污水行業(yè)處理行業(yè)投資總額為860億元，同比增長26%，投資增速與2009年相比放緩。2011年污水處理行業(yè)投資增速繼續(xù)下滑至15%左右。預計到2013年行業(yè)投資增速可恢復至18%左右。
相對于工業(yè)污水處理領域，生活污水處理屬于投資領域，投資剛性較強，因此2011年及2012年可維持一定的生活污水設備需求。在經(jīng)濟疲軟的情況下，大部分企業(yè)可能會推遲自身污水處理系統(tǒng)的更新改造計劃。因此工業(yè)污水處理設備需求在2012年將出現(xiàn)下滑，在2013年至2015年間，有望出現(xiàn)恢復性反彈。
超濾設備的優(yōu)點
A.超濾膜元件采用世界膜公司產(chǎn)品，確保了客戶得到目前世界上的有機膜元件，從而確保截留性能和膜通量。
B.系統(tǒng)回收率高，所得產(chǎn)品品質(zhì)優(yōu)良，可實現(xiàn)物料的高效分離、純化及高倍數(shù)濃縮。
C.處理過程無相變，對物料中組成成分無任何不良影響，且分離、純化、濃縮過程中始終處于常溫狀態(tài)，特別適用于熱敏性物質(zhì)的處理，*避免了高溫對生物活性物質(zhì)破壞這一弊端，有效保留原物料體系中的生物活性物質(zhì)及營養(yǎng)成分。
D.系統(tǒng)能耗低，生產(chǎn)周期短，與傳統(tǒng)工藝設備相比，設備運行費用低，能有效降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)經(jīng)濟效益。
E.系統(tǒng)工藝設計，集成化程度高，結(jié)構緊湊，占地面積少，操作與維護簡便，工人勞動強度低。
F.系統(tǒng)制作材質(zhì)采用衛(wèi)生級管閥，現(xiàn)場清潔衛(wèi)生，滿足GMP或FDA生產(chǎn)規(guī)范要求。
G.控制系統(tǒng)可根據(jù)用戶具體使用要求進行個性化設計，結(jié)合的控制軟件，現(xiàn)場在線集中監(jiān)控重要工藝操作參數(shù)，避免人工誤操作，多方位確保系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行。
MBR膜污水處理設備技術要點
超濾膜材料
近年來，我國每年排污水量約400-500億m3，經(jīng)處理后排放的僅15-25%，由于污水到處橫流，使我國各大水源都產(chǎn)生不同程度的污染，水環(huán)境嚴重惡化。所以，加強污水深度治理，使之不僅達標排放而且還可大量回用，非常必要，這對改善水環(huán)境、緩解水資源的不足，節(jié)約寶貴的水資源都是十分重要的。城市及工業(yè)污水經(jīng)過深度處理后可用于農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)生產(chǎn)、城市景觀、市政綠化、生活雜用、地下水回灌和補充地表水等方面的應用。傳統(tǒng)水處理技術能夠消除部分污染物，將COD、BOD以及重金融等污染物指標降到安全排放標準或雜用(中水)標準，但無法*消除排水中所含的微量溶解性污染物。采用反滲透膜技術可*去除這些污染物，實現(xiàn)嚴格意義下的污水再生。用傳統(tǒng)處理工藝和膜技術集成，可將污水或廢水變成不同水質(zhì)標準的回用水，或使之循環(huán)回用，這樣即緩解了供求矛盾，又減少了污染，還可促進環(huán)保產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
水環(huán)境質(zhì)量的嚴重惡化和經(jīng)濟的高速發(fā)展，迫切要求有相應的污水廢水資源化的技術。在這一領域中膜分離技術占有重要的位置和作用。膜分離作為一項高新技術在近40年來迅速發(fā)展成為產(chǎn)業(yè)化的高效節(jié)能分離技術過程。40多年，電滲析、反滲透、微濾、超濾、納濾、滲透汽化，膜接觸和膜反應過程相繼發(fā)展起來，在能源、電子、石化、醫(yī)藥衛(wèi)生、化工、輕工、食品、飲料行業(yè)和日常生活及環(huán)保領域等均獲得廣泛的應用，產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟和社會效益。社會的需求使膜技術應允而生，也是社會的需求促使膜技術迅速發(fā)展，使膜技術不斷創(chuàng)新、技術進步，完善，成為單元操作，成為集成過程中的關鍵。
1連續(xù)膜過濾技術(CMC)
中空纖維膜由于比表面積大，膜組件的裝填密度大，所以設備緊湊;這種膜因紡制而成，工藝簡單，所以生產(chǎn)成本一般低于其它的膜：由于沒有支撐層均可以反向清洗，特別是一些耐污染性好，對氧化性清洗劑耐受性好的膜的出現(xiàn)，使得在大規(guī)模的污水處理工程中，中空纖維膜的應用有*的優(yōu)勢。
CMF技術的核心是高抗污染膜以及與之相配合的膜清洗技術，可以實現(xiàn)對膜的不停機在線清洗清洗，從而做到對料液不間斷連續(xù)處理，保證設備的連續(xù)高效運行。
CMF目前主要用于大型城市污水處理廠二沉池生水的深度處理回用，海水淡化或大型反滲透系統(tǒng)的預處理。地表水地下水凈化、飲料澄清除濁等。
2膜生物反應器(MBR)
膜生物反應器是膜分離技術和生物技術結(jié)合的新工藝。用在污水廢水處理領域，利用膜件進行固液分離，截留的污泥或雜質(zhì)回流至(或保留)在生物反應器中，處理的清水透過膜排水，構成了污水處理的膜生物反應器系統(tǒng)，膜組件的作用相當于傳統(tǒng)污水生物處理系統(tǒng)中的二沉池。
MBR中使用的膜有平板膜、管式膜和中空纖維膜，目前主要以中空纖維膜為主。
生活污水經(jīng)MBR處理后，生水水源已達到很高的水標準。此方法不僅限于處理生活污水，MBR技術也廣泛地用于染色廢水，洗毛廢水、肉類加工污水等水處理系統(tǒng)。MBR系統(tǒng)的另一個特點是規(guī)模可大可小，小裝置可用于一個家庭，大型裝置日處理量可達數(shù)萬立方米。
3反滲透技術(RO)
反滲透技術是20世紀60年代初發(fā)展起來的以壓力為驅(qū)動力的膜分離技術。該技術是從海水、苦咸水淡化而發(fā)展起來的，通常稱為“淡化技術”。由于反滲透技術具有無相變，組件化、流程簡單，操作方便，占面積小、投資少，耗能低等優(yōu)點，發(fā)展十分迅速。RO技術已廣泛用于海水、苦咸水淡化，純水、超純水制備，化工分離、濃縮、提純，廢水資源化等領域。工程遍布電力、電子、化工、輕工、煤炭、環(huán)保、醫(yī)藥、食品等行業(yè)。
廢水資源化是有開發(fā)增量淡水資源與保護環(huán)境雙重目的。無機系列廢水處理與海水苦咸水淡化采用同類裝并具有較多共性工藝技術。RO可使廢液中的銅、鉛、汞、鎳、銻、鈹、砷、鉻、硒、銨、鋅等離子脫除除90-99%。
目前，反滲透技術在城市污水深度處理，一些工業(yè)廢水深度處理方面的應用受到了高度重視，包括中水回用，污水處理廠二級出水的深度處理，經(jīng)初級處理后的工業(yè)廢水深度處理制取優(yōu)質(zhì)淡水。中東不少缺水國家，在大量采用反滲透海水淡化技術的同時，引入反滲透技技術處理二級污水，出水水質(zhì)可達TDS≤80mg/L，擴大了淡水資源。如中東地區(qū)、澳大利亞、新加坡等國都有這方面的大型工程實例。
4集成膜過程污水深度處理方法
集成膜過程是將超濾/微濾與反滲透(或納濾)結(jié)合使用，形成能夠滿足各咱回用目的的污水深度處理工藝。超濾、微濾可以作為獨立的高級三級處理方法，也是反滲透過程理想的預處理工藝，抗污染能力強、性能*的超濾、微濾單元代替了復雜的傳統(tǒng)處理工藝，而且出水品質(zhì)遠高于三級出水指標，不但*可以去除污水中的細菌和懸浮物，對COD、BOD也有一定的卻除效果。在超濾、微濾之后使用的反滲透膜，其清洗周期由采用傳統(tǒng)預處理工藝的3-4周增加到半年以上，膜壽命可延長到達-6年。膜集成污水再生工藝具有系統(tǒng)穩(wěn)定、維護少、占地小、化學品用量少、流程簡單和運行費用低等優(yōu)點。
