白士梅

摘要：我国是一个淡水资源严重短缺和供需矛盾突出的国家，废水的重复利用更为迫切。本文结合工程实例，阐述了膜技术在生活污水处理中 的应用。膜-生物反应器（Membrane-Bioreactor，简称MBR）是一种将膜分离技术与传统污水生物处理工艺有机结合的新型高效污水处理与回用工艺，近年来 在国际水处理技术领域日益得到广泛关注。在国内再生水处理工程中也得到了较大的推广和应用。

关键词：膜生物反应器；生活污水；处理

Abstract: China is a fresh water resources shortage and serious contradiction between supply and demand of national, wastewater reuse is more pressing. Combining with the project examples, this paper expounds the membrane technology in sewage treatment in application. Membrane Bioreactor (Membrane-Bioreactor, hereinafter referred to as the MBR) is a kind of Membrane separation technology and traditional wastewater treatment process of the organic combination of new high efficiency sewage treatment and recycling process, in recent years in the international water treatment technology increasingly be widespread concern. In domestic renewable water treatment engineering are also improved promotion and application.

Keywords: membrane bioreactor; Sewage; processing

中图分类号： U664.9+2 文献标识码：A 文章编号：

膜生物反应器技术最早出现于酶制剂工业,它在污水处理领域中的应用始于20世纪60年代。他具有出水水質好、占地面积省的特点。该技术通过膜组件的高效分离作用，大大提高了泥水分离效率，并且由于曝气池中活性污泥浓度的增大和污泥中优势菌的出现，提高了生化反应速率。同时，该工艺能大大减少剩余污泥的产量，从而基本解决了传统生物方法存在的剩余污泥产量大、占地面积大、运行效率低等突出问题。由于膜的高效截留作用,微生物被完全截留在生物反应器中,实现了水力停留时间和污泥停留时间的彻底分离,有利于增殖缓慢的硝化菌及亚硝化菌的生长和繁殖,从而提高硝化能力。根据MBR中污泥量，通过实验确定合适的进水量、曝气时间、污泥浓度,并研究对废水中COD去除率的影响。

本文主要通过实验检测数据介绍膜生物反应器在污水处理工程实例中的应用：

1工程概况

本工程建设内容包括：建设总规模48 m3/d污水处理厂，含处理工艺、土建工程、管道工程、设备及安装工程、电气工程、仪表自控工程、通风工程等。

2进出水水质及要求

2.1进水水质情况：进水主要为经过化粪池处理的生活污水，参考一般此类水水质，主要进水水质指标按如下设计:

2.2出水水质要求：按《污水再生利用工程设计规范》（GB/T50335－2002）的城镇杂用水水质指标设计，主要指标按如下设计：

3 工艺流程

3.1 污水处理工艺流程简图

3.2膜生物反应器工艺流程简图

3.3 膜生物反应器工艺流程简述：

3.3.1 本装置为一体式膜生物反应器，即膜单元安装在生化反应池内，主要作用是固液分离，使整个生化池保持较高污泥浓度。MBR膜单元下部设置有穿孔管曝气装置，吹扫抖动膜丝，以缓解MBR周边的污泥累积。在生化反应池底部安装有微孔曝气装置，它主要为微生物提供氧气。生化反应池内混合液中的水和小分子物质在泵的抽吸作用下通过MBR膜，实现泥水分离。滤过液由MBR集水管汇集到中间清水池。通过膜的高效截留作用，全部细菌及悬浮均被截留在膜好氧区中，同时可以有效截留硝化菌，使硝化反应顺利进行，有效去除NH3-N；同时可以截留难于降解的大分子有机物，延长其在反应器中的停留时间，使之得到最大限度的降解。通过生化反应池下排放口将膜区剩余污泥排出，可控制系统内活性污泥的浓度和活性。

3.3.2 同时为了保证MBR膜组件有良好的水通量，能持续、稳定地出水，系统设置清水反洗、化学反洗及化学浸泡清洗程序对膜进行定时清洗。

清水反洗程序：MBR按一定的周期（可根据运行情况调整），对组件进行反洗，以恢复膜的水通量。在反洗过程中，由反洗泵将清水打入到中空纤维膜内进行反向清洗。

化学加强反洗程序：MBR运行一段时间后可手动进行反洗，清洗槽内配制一定浓度的柠檬酸或次氯酸钠清洗药液。柠檬酸有助于去除附在膜上的无机结垢物、次氯酸钠有助于去除有机附着物。每次化学反洗时并非都要加入上述两种药液，而是根据MBR的运行情况和水质变化情况而定。

化学浸渍清洗程序：在MBR运行约半年（具体时间需根据进水水质以及设备运行情况确定）后对膜组件进行的彻底清洗。清洗时将一片膜组件从膜好氧池内提出，浸泡到预先配好药品（柠檬酸或次氯酸钠）的化学清洗槽中，每次可浸泡一片或多片膜组件，时间为4～8小时，以充分去除附在膜组件上的污染物，清洗完毕后再把帘式膜安装回好氧池内。每次化学清洗并非都需要上述两种药液浸泡，而是根据MBR的运行情况，化学清洗槽内的药液浓度可手动定量加至浸泡清洗槽内。

膜组件采用天津森诺公司产品, 数量：4台；型号：MBR-4；膜型号：SN-MBR-0660；膜数量：16只；流量：Q=2.5m3/h；外形尺寸：550（L）×550（W）×2200（H）。

4影响膜生物反应器运行效果的因素及实验分析

4.1污泥的培养与驯化：

图2MBR污泥驯化CODCr去除效果

水温为17-20℃，进水pH值为6.0-7.5，驯化过程中取膜出水和上清液样测定CODCr的变化，结果如图2所示。由图2可知，随时间的延长，上清液和膜出水的CODCr逐渐降低，到6 d时已经基本稳定。从图中还可以看出，MBR出水稳定性好，不随进水CODCr的变化而波动。

4.2曝气时间对MBR去除效果的影响

图3曝气时间对出水COD的影响

在一定的温度和溶解氧控制条件下，曝气时间7 h是对CODCr去除效果最优的条件。在此条件下膜系统对CODCr的总去除率在85%以上。

4.3污泥浓度和进水量对CODCr去除效果的影响

图4进水量对CODCr去除效果的影响

从图4中可以看出，在曝气时间一致的条件下，污泥浓度随着进水量的增加而减小。在进水量为5-7 L，污泥质量浓度为7-8 g/L时，CODCr去除效果比较好，随着污泥浓度的降低，CODCr去除率有所降低。这是由于较低的污泥浓度不能满足微生物所需的营养。

4.4 SS的去除

图5MBR对SS去除效果的影响

由图5也可看出在污泥浓度稳定的条件下，在7-11 h期间上清液的悬浮物浓度随时间的增加而减少，但是其在膜出水中保持在3 mg/L左右，说明其去除效果在此期间已经达到最佳。因此，膜生物反应器对悬浮物的总去除率达到99%，同时表明了膜组件对悬浮物具有高效截留的作用。

5结论

5.1MBR处理生活污水时，驯化6 d时出水CODCr已经基本稳定。另外，上清液和 膜出水的CODCr在初始阶段有较大差距，在试验进行大约6 d时二者已基本接近。这主要是因为在污泥培养基本成熟的条件下，活性污泥对CODCr的去除起到了主要作用。

5.2实验结果表明，7 h以后系统对CODCr的去除趋于稳定，因此，一般MBR处理生活污水的曝气时间采用6-7 h。

5.3在曝气时间一致的条件下，污泥浓度随着进水量的增加而减小。在进水量为5-7 L，污泥质量浓度为7-8 g/L时，CODCr去除效果比较好。

5.4一体式膜生物反应器用于处理生活污水在技术上是可行的，对生活污水中CODCr、SS的去除率分别可达85%、98%,出水水质稳定,符合我国生活污水排放二级标准。

6结束语

在全球水资源紧缺、受污染日益严重的今天，膜技术作为一种新型的再生水回用技术，得到越来越广泛的应用。在我国,膜生物反应器作为污水再生回用的一项高新技术,其开发与研究也正越来越深入。虽然目前膜生物反应器在我国的实际应用还较少,然而,在水资源日益紧缺的情况下,随着膜技术的发展、新型膜材料的开发以及膜材料成本的逐渐下降,膜生物反应器将会有较好的应用前景。

参考文献

[1]杨琦，尚海涛。一体式膜生物反应器处理生活污水的中试研究.环境污染治理技术与设备；

[2]国家环保总局，水和废水监测分析方法.第4版，北京:中国环境科学出版社；

[3]封莉，张立秋，吕炳南：污泥浓度对膜生物反应器运行特性的影响研究.哈尔滨工业大学学报。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。