莫泽伟

摘 要：在污水处理、水资源再利用领域，MBR（Membrane Bio-Reactor）又称作膜生物反应器，是一种由污水生物处理技术与膜分离技术有机结合的新型水处理技术。目前MBR工艺已经被广泛应用于污水处理中。基于此，本文主要分析MBR工艺在污水处理中的具体应用，希望能给相关人员提供一些有价值的参考。

关键词：MBR工艺;污水处理;应用

MBR最早是由美国Dorr oliver公司用于废水处理研究中，之后越来越多国家将MBR工艺用于生活污水和工业废水处理中。由于MBR工艺在处理废水时有出水水质优良、稳定的优点，我国许多地区也将MBR工艺应用于污水处理中，而且我国对MBR工艺的投入使用呈现出不断上升的趋势。随着MBR工艺在我国大范围地投入使用，其在污水处理中也暴露出了一些问题，如能耗高、废弃膜污染等。但不可否认的是，MBR工艺在污水处理应用中，具有较大的处理优势和应用价值。

1、MBR工艺介绍

1.1  概念

MBR又称为膜生物反应器，其结合了膜分离技术和生物处理技术，是一种新型的水处理技术。MBR工艺主要由分置式、复合式和一体式三种类型，其中分置式是将膜组件和生物反应器分开，然后再用循环泵将生物反应器中混合液打入膜组件过滤端，这样在压力的作用下混合液的水会渗透过膜，成为处理水，大分子物质则被截流在系统内。一体式则是将膜组件装入生物反应器中，这样在污水进入膜生物反应器时，混合液中的活性污泥开始生物代谢，将水中大部分污染物去除，并且在水泵的作用下由膜过滤出处理水，从而实现污水净化。复合式与一体式相类似，不同的是复合式在生物膜反应器中加入了填料，能够改变膜反应器的性状。

1.2  特点

由于MBR工艺的膜分离装置能够将生化反应池中的大分子有机物和活性污泥截留，这样能够减少二沉池这一环节，而且在膜分離作用下生物反应器的功能大大增强，活性污泥也能维持在较高浓度，所以相比较于传统的活性污泥法，其污染物的去除率更高。总的来说，MBR工艺具有以下几个优势：一是MBR工艺出水水质优良;二是MBR工艺省去了二沉池、混凝、过滤等处理单元，占地面积小，征地费用低;三是MBR工艺产生的剩余污泥较少，且不受污泥膨胀的影响;四是由于膜片高效截留作用，生物相丰富，抗水质冲击负荷能力强，氨氮去除率高，除磷效果好;五是自动化程度高，运行管理方便，同时可以采用模块化设计来应对水量增长。

1.3  膜的类型

MBR工艺中膜的类型主要有高分子有机膜和无机膜两种。高分子有机膜主要由聚丙烯晴、聚烯烃类、聚乙烯类组成，其优点主要表现为膜的制造工艺较成熟，而且成本相对较低，所以应用比较广泛。但是高分子有机膜也有其缺点，主要是因为在应用过程中会容易造成污染问题，而且高分子有机膜的强度较低，使用寿命较短。无机膜是由无机高分子材料、金属氧化物、多孔玻璃、陶瓷等组成，其优点耐酸抗温，通量较高且耗能较少，缺点则是造价高昂，而且制作工艺并不是很成熟，所以还不能够大范围地投入使用。

2、MBR工艺在污水处理中的具体应用

2.1  应用实例

膜生物反应器技术（MBR）在国内已较为广泛地应用于工业污水，北京已应用于城市污水深度处理，潮州也于2017年开工建设了潮州市内第一个采用MBR工艺的污水处理项目，该项目由于原选址被城市居民区包围，土地价值很高，征地拆迁或投资管网引水至城郊新建都要付出昂贵代价，最终选择占地小，污泥产量小，出水能满足高标准排放或回用要求的MBR工艺技术。

2.2  消毒处理

MBR工艺最大的优势就是出水水质优良，基本可以稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级A排放标准，出厂水完全可以作为厂内MBR膜、细格栅等设备反冲洗回用水或绿化灌溉水，同时，根据排放标准，出厂水还需要控制粪大肠菌数量。潮州某污水厂主要是通过紫外线灯来进行杀菌，同时，为了加强杀菌效果，还在清水池处安排次氯酸钠溶液投加点进行辅助杀菌，确保出厂水达标。

2.3  污泥处理

在以往的污水治理过程中，会产生许多副产品，其中占比最大的是剩余污泥。所以在处理废水时，应当要妥善处理污泥，以避免二次污染问题的发生。而MBR工艺由于膜组件的高效截流作用，使得膜生物反应器内保持高污泥浓度，有机负荷低、污泥龄长，微生物的总量非常大，在消耗污染物的同时，还有相当一部分处于衰亡期的微生物靠自身的内源呼吸进行代谢分解，消耗了污泥生长过程中的剩余量，该工艺的剩余污泥量排放量少。最终排放的剩余污泥采用重力浓缩+厢式隔膜压滤机的方式，可以将污泥含水率降至60%以下，再用一般运输工具直接外运处理。

2.4  噪音控制

在污水处理过程中，会使用到相关的动力设备，如鼓风机、水泵等，这些动力设备容易产生噪音，因此MBR工艺在污水处理中应用，还需要解决噪音扰民的问题，这就需要在选择动力设备时，优先选择低噪音的动力设备，比如空气悬浮离心鼓风机，从而有效降低噪音。同时，还可以在风机排气口位置设置消音器，在风机设备与管道连接处增加柔性接头，在管道支架位置设置隔震垫防止共振，在气管外包裹隔音棉，这样能够有效减小运行过程中的噪音。

3、MBR工艺应用中暴露出的问题

随着MBR工艺的广泛应用，其在具体的应用过程中也暴露出了一些问题，主要表现在MBR工艺的投入成本较大、能耗高、膜的使用寿命短、膜的污染等问题，这些问题都给MBR工艺的应用和发展造成了较大影响。从MBR工艺中膜的类型来看，两种膜的类型有着较大矛盾，高分子有机膜虽然制作工艺成熟、成本低，但是使用寿命短且会造成污染，虽然膜清洗技术有了一定的发展，但是并不能够根本解决膜污染的问题，而且经常清洗膜，会降低膜的使用寿命，这样不仅增加了成本，还会造成新的污染。而无机膜虽然强度强，但是制作成本高，影响了MBR工艺的应用和发展。另外，以潮州某污水厂的运行情况看，膜清洗需要的药剂也是一笔不小的开支，同时，由于MBR工艺自动化程度高，设备多且产水泵与各类气动阀启停频繁，导致故障率比其他工艺更高，后期设备维护费用高。

4、MBR工艺的未来发展

针对于MBR工艺在应用过程中暴露出的问题，MBR工艺未来发展的方向，首先应当改进膜生产制作工艺或者寻找新型的材料来弥补现有材料的不足。其次就是优化MBR工艺的运行条件及流程形式，减少设备维护费用。同时深入研究膜污染机理和膜清洗技术，在保证过滤效果的前提下降低对膜的损耗。MBR工艺未来发展的方向应当是以投资小、处理效果好、节能高效、运行稳定为目的。

结语：

总而言之，MBR工艺在污水处理中的应用，受制于膜材料和制作工艺，在实际生产中出现了种种问题，但也有无可比拟的优点和发展前景，只要未来能够实现MBR工艺的膜片低成本化、设备稳定化、运行节能化、废膜无害化，那么，MBR工艺必将成为污水处理的主流方向。

参考文献：

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[2]王霆宇.MBR工艺在煤矿生活污水处理中的应用[J].科技风，2018（28）：111-112.

[3]程永伟.MBR工艺在食品厂污水处理改造中的应用[J].云南化工，2018，45（05）：28-29.