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(jī)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(jī)負(fù)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(fù)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(jī)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(rèn)為21世紀(jì)污水處理最實用技術(shù)。

【進(jìn)出水水質(zhì)比較】

一般城市污水設(shè)計進(jìn)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(xì)菌總數(shù)<3個/L ；

【膜分類】

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

按分離機(jī)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(jī)膜和無機(jī)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(jìn)行固液分離。這種工藝不僅有效地達(dá)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(jìn)行固液分離,其分離效果遠(yuǎn)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(xì)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(jī)物的降解效率。

6、反應(yīng)器在高容積負(fù)荷、低污泥負(fù)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M(jìn)LSS與微濾膜過濾下，出水水質(zhì)穩(wěn)定,高品質(zhì)。高容積負(fù)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(dá)10000mg/L以上，耐負(fù)荷沖擊能力強(qiáng)，有效處理高濃度有機(jī)廢水。在微濾膜過濾下，分離效果遠(yuǎn)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(xì)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(xì)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M(jìn)LSS,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(hù)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(biāo)準(zhǔn)移動式模組化設(shè)計，快速簡單的安裝，易于分期擴(kuò)充，適用于對于舊有污水處理廠進(jìn)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(hù)更容易，成本更低 原先程序復(fù)雜，池體與機(jī)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(xué)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(jī)械多 由原有沉淀池體空間運用。

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


應(yīng) 用 方 式

【總述】

為上世紀(jì)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(jī)物，馴養(yǎng)優(yōu)勢菌類 、阻隔細(xì)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(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。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(jìn)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(jìn)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(jī)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(jī)物及懸浮物等功能均在該池內(nèi)完成，出水可達(dá)標(biāo)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(dá)95%。

(2)“好氧-缺氧”及“好氧-厭氧”的反復(fù)運行模式強(qiáng)化了磷的吸收和硝化-反硝化作用，使氮、磷去除率達(dá)80%以上，保證了出水指標(biāo)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(xùn)、安裝、調(diào)試等工作要求較嚴(yán)格。

【連續(xù)微濾技術(shù)】

采用微濾膜對液體進(jìn)行選擇性過濾分離，在操作壓力范圍下對液體混合物進(jìn)行截流而達(dá)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(hù)膜元件，膜清洗效果好，可有效去除水中的細(xì)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(jìn)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(jī)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(dá)到RO、NF進(jìn)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(jìn)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(yuǎn)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(kuò)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(jìn)行分期處理量之?dāng)U充

分期擴(kuò)充處理能力，降低初期成本投資

克服低負(fù)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。可運用生活社區(qū)、賓館飯店、觀光度假區(qū)、學(xué)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(rèn)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(yuǎn)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(jī)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(jī)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(fēng)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(hù)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(jī)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(qiáng)，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(jī)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(fù)荷，降低污泥負(fù)荷，具有極強(qiáng)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(xì)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(jī)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(jìn)入有機(jī)物濃度的變化而變化，并達(dá)到一種動態(tài)平衡，這使系統(tǒng)出水穩(wěn)定并有耐沖擊負(fù)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(tuán)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。