產品介紹

一、簡介

膜生物反應器（MBR）是一種由膜分離單元與生物處理單元相結合的新型水處理技術，以膜組件取代二沉池在生物反應器中保持高活性污泥濃度減少污水處理設施占地，并通過保持低污泥負荷減少污泥量。與傳統的生化水處理技術相比，MBR具有以下主要特點：處理效率高、出水水質好；設備緊湊、占地面積??；易實現自動控制、運行管理簡單。80年代以來，該技術愈來愈受到重視，成為研究的熱點之一。

二、 膜生物反應器特點

膜生物反應器（MBR）特點便是用膜組建代替傳統工藝中的二沉池進行固液分離以得到澄清的出水。然而，看似簡單的一加一，其帶來的效應卻遠遠不止二。

MBR 與傳統活性污泥法相比有以下明顯優勢：

（1）污染物去除率高，出水水質好MBR 既可以用于常規活性污泥法難以處理的高濃度、難降解有機工業廢水處理，又可以用于生活污水和一般工業廢水的凈化。在MBR 中，由于膜組件對于反應池中的微生物，尤其是對于世代周期較長的硝化反硝化菌種，及存在于小污泥顆粒中的微生物具有相當好的截留作用，因此提高微生物種群的豐富性，對緩解水體富營養化具有極大的優勢；同樣由于膜的截留，MBR 體系中活性污泥可以高達（MLSS）8000-15000mg/L，遠遠高于常規活性污泥法（約3000-4000mg/L），對污染物去除效率高，處理出水水質好，不僅對懸浮物（SS）、有機物去除效率高，出水的懸浮物（SS）和濁度可以接近零，而且可以去除細菌、病毒等可以作為污水深度處理及資源化技術。生活污水經膜生物反應器處理后可以做到肉眼觀察與自來水無異，特別適合缺水地區作回用處理。

（2）負荷變化適應強，耐沖擊負荷膜生物反應器由于膜的高效截留作用，實現了反應池內水力停留時間（HRT）和污泥停留時間（SRT）的*分離，即使進水量突然增大，整個反應器內部的生物性狀也能保持在一個比較穩定的狀態；同時，由于污泥濃度的提高，強化了活性污泥的吸附作用；而且，在膜的截留作用下，未被微生物降解的大顆粒污染物也不會隨著出水排除，能夠留在反應器內部慢慢處理，直到被分解后才透過膜排出?；谝陨蠋c，整個反應器運行控制將會更加靈活，出水水質更加穩定。因此，膜生物反應器系統克服了當系統水力負荷和有機負荷發生變化時傳統水處理工藝出現污泥膨脹等問題。

（3）污泥排放量小

膜生物反應器水處理技術除了作為污水深度處理及資源化技術之外，還可以作為一種減少剩余污泥排放的重要技術途徑。國外文獻及小規模工程經驗顯示，膜生物反應器的污泥排放量很小，甚至可以做到不產泥。污泥自降解和污泥水解可降低傳統水處理系統的效率，但對膜生物反應系統卻非常有益。常規的活性污泥法通常采用的是生物周期處于穩定期末尾至衰亡期初始時的活性污泥，而由于膜生物反應器中的高污泥濃度，微生物的總量非常大，在消耗水中有機污染物的同時，還有許多的微生物處于“饑餓”狀態，因此相當一部分處于衰亡期的微生物依靠自身的內源呼吸進行代謝分解，在保持出水污染物低濃度的同時，消耗了污泥生長過程中的剩余量。膜分離使得污水中的大分子難降解物質，在體積有限的膜生物反應器內有足夠的停留時間，大大提高了難降解物質的降解效率。反應器在高容積負荷、低污泥負荷、長泥齡的情況下運行，*可以實現較長周期內（如6月或者更長時間）不排泥或者排泥量很小，剩余污泥排放量很小，甚至不產泥。

（4）工藝流程短，系統設備簡單緊湊，占地省

由于膜生物反應器無需在好氧污泥系統產生絮體以便之后二沉池的泥水分離，因此生物反應器內污泥濃度可以比傳統工藝高許多，而生化反應速率又與反應物濃度有關。反應物濃度越高，反應速率越大，因此膜生物反應器的容積負荷可高達5kgCOD/(m3d)，而傳統工藝通常只有0.4～0.9kgBOD/(m3d)，處理生活污水時水力停留時間（HRT）可減至2h，生物反應池的容積可以大大減小，根據國外研究資料顯示，相同規模的污水量，膜生物反應器在好氧池體積為傳統處理工藝好氧池體積的三分之一。同時膜生物反應器省去了二沉池、濾池及污泥回流系統等輔助設備，甚至污泥處理設備及費用。由于目前我國對污水處理的消毒指標主要針對的是大腸菌群，其直徑約在0.6μm，而目前MBR用膜的空徑一般都在0.4μm～0.1μm 的范圍內，因此幾乎所有的MBR 工藝都對病菌有較好的去除作用，出水中腸道病毒、總大腸桿菌、糞鏈球菌、糞大腸桿菌等都低于檢測限，這表明如果MBR 出水直接排放或無余氯要求回用的話甚至可以省去消毒設施，因此膜生物反應器結構簡單緊湊。

（5）易實現自動化控制，維護簡單，節省人力

在傳統活性污泥法中，由于運行中經常出現波動和不穩定，為了確保良好的出水水質，必須對運行管理投入大量的人力、財力和物力。而膜生物反應器采用膜分離技術，做到了穩定的出水水質，同時省去了泥水分離設施，因此用微機可以很容易的實現膜生物反應器系統從進水到出水的全程自動化控制。

（6）系統啟動速度快，水質可以很快達到處理要求

由于可以很好的保持水中的污泥濃度，在反應池啟動期，不同于傳統曝氣池需要通過沉淀排除上清液來提高污泥濃度。由于膜分離作用對污泥顆粒的*截留，能夠在曝氣（aeration）及營養物質的共同作用下迅速的提高系統內的污泥濃度，使整個膜生物反應器系統快速啟動，水質可以很快達到處理要求。

三、MBR 工藝的應用情況

目前，MBR 工藝技術處理生活污水和工業廢水已突顯成效。市場分析報告指出，1995 年，MBR 的市值僅為1000 萬美元，而在2000～2005 年的五年間翻了一番多，達到2.17 億美元。但其與應用已久的傳統工藝（活性污泥法及其衍生技術）相比，具有風險大、投資費用高等缺點。然而，隨著近年來廢水排放標準的日趨嚴格、地區性水資源短缺、各種鼓勵政策，特別是污水回用技術的改進、投資費用的降低以及對MBR 技術信心的增強及接受度的提高，都會增強該項工藝的競爭力。

四、膜生物反應器好氧工藝在有機廢水處理中的應用

MBR以出水可以直接回用、節省占地面積、處理效果好等優點，使其在國外已經有了許多成功的應用實例。經過近40年的發展，MBR在日本得到了極大的發展，將這一技術用于中水道系統并取得成功，目前在日本運行（包括在建）的MBR占的66%，其余的MBR工程主要在北美和歐洲。

在生活污水方面，主要涉及城市污水、樓宇污水、公廁污水、污水廠升級改造以及其他有回用要求的污水處理場合。MBR對生活污水的處理特性一直是研究的重點，其工藝形式多采用好氧MBR。在歐、美、日等國，其研究的目的在于一方面改造污水處理廠，使其達到深度處理的要求；另一方面，用于廢水的處理，使其達到回用的目的。目前在北美，MBR處理生活污水的應用主要是流量在10～200m3/d的小型處理裝置，已有50余座此類設施正在運行。

MBR作為一種強化的生物處理工藝，在工業廢水的處理中也受到重視。工業污水方面，主要包括制藥廢水、化工廢水、食品污水等高濃度、難降解有機廢水的處理。目前好氧MBR工藝已經成功應用于下列行業的工業污水處理：包括醫藥、紡織、化妝品、食品、造紙與紙漿、飲料、煉油工業與化工廠，在歐洲垃圾填埋場滲濾液的好氧MBR處理廠正在興建。

MBR在不同種類廢水中的應用比例