一、膜生物反應器(MBR)特點

　　膜生物反應器(Membrane Bioreactor ，MBR)是把膜技術與污水處理中的生化反應結合起來的一門新興技術，也稱作膜分離活性污泥法。是一種由膜過濾取代傳統生化處理技術中二次沉淀池的水處理技術。與傳統的污水處理生物處理技術相比，MBR具有以下主要特點：

　　1、高效地進行固液分離，其分離效果遠好于傳統的沉淀池，出水水質良好，出水懸浮物和濁度接近于零，可直接回用，實現了污水資源化。

　　2、膜的高效截留作用，使微生物完全截留在生物反應器內，實現反應器水力停留時間(HRT)和污泥齡(SRT)的完全分離，運行控制靈活穩定。

　　3、由于MBR將傳統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施，因此可大幅減少占地面積，節省土建投資。

　　4、利于硝化細菌的截留和繁殖，系統硝化效率高。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物的降解效率。

　　6、反應器在高容積負荷、低污泥負荷、長泥齡下運行，剩余污泥產量極低，由于泥齡可無限長，理論上可實現零污泥排放。

　　7、系統實現PLC控制，操作管理方便。

　　膜生物反應器由膜的使用狀況不同分為內置式和外置式兩種。內置式是將膜直接浸漬于生化反應池中，直接從膜元件中抽出凈水，而外置式則是用泵將生物反應池的水通過膜組件進行錯流過濾循環，得到潔凈的透過水。

　　二、MBR膜使用環境

　　(一)原水條件

　　在膜生物反應器使用過程中，原水中的有機物、污染物的清除是通過微生物分解，膜組件主要起到分離生化原水和污泥的作用。

　　在處理水質比較復雜、污染物濃度高或活性菌難以降解的廢水時需要對進水進行有效的生物降解，如水解酸化、厭氧等前處理，確保膜組件在使用過程中只起到泥水分離作用。通常事先需要進行小型運轉試驗進行確認。

　　(二)預處理

　　預處理的目的是除去可能給膜帶來損傷的大的固態物，尤其是生活排水當中包含的大量細小纖維屑，毛發等微小纖維狀物質和油脂類物質，通常在供給原水處設置一開孔小于1mm以下(建議0.5mm)回轉式機械格柵。

　　MBR污水處理工程進水應設置格柵，進入膜池前應設置超細格柵，城鎮污水預處理還應設沉砂池。

　　進水中含有毛發、織物纖維較多時，應設置毛發收集器或超細格柵。

　　進水中動植物油含量大于50mg/L，礦物油大于3mg/L時，應設置除油裝置。

　　進水的BOD5/COD小于0.3時，宜采用水解酸化等預處理措施。

　　進水進入膜反應池之前，須去除尖銳顆粒等硬物。

　　進水的BOD5含量大于1500mg/L時，MBR系統宜設置厭氧池或缺氧池。

　　三、MBR膜組件調試以及產水

　　(一)MBR膜組件的調試

　　1、試清水：首先進行對膜組件進行氣密性實驗，氣密性實驗是檢查膜組件是否在安裝或是制作過程中存在泄露，用清水將膜池中加滿水，然后按照膜絲完整性測試進行。若發現系統存在有泄壓的地方，對其進行修補。

　　然后進行各個單機設備調試，電氣控制系統進入手動操作模式，分別按下鼓風機、污水泵、產水泵、反洗泵等設備的控制開關，檢查單機設備運行是否穩定，是否有不規則的雜音，是否達到設計的性能參數以及管道系統是否暢通，在調試單機設備時應同時調節其控制閥門，將各個單機設備的流量調節至設計值。在調節單機設備時尤其應該注意鼓風機的流量，在調節風機總流量的同時應該注意觀察各個膜組件的分配情況，保證各個膜組件的均勻性。

　　當確認所有單機設備都具備正常開啟條件后進行膜組件初始產水流量的測試。清水測試前對膜組件進行空曝氣，空曝氣是將膜表面的一些物質沖干凈。曝氣一段時間后開始清水的正常運行，對產水流量及相應壓力進行記錄。

　　2、試污水：污水在接觸膜之前應該先進行污水處理的調試，當確認污泥具有良好的狀態后方可進膜池，在污泥不具有良好狀態前可采用類似SBR(SBR是序列間歇式活性污泥法，是一種按間歇曝氣方式來運行的活性污泥污水處理技術)的操作，采用虹吸等方式將上清液抽出。

　　當污泥具有良好抱團狀態后可接觸膜絲，此時污泥濃度可能比較低，當污泥濃度低于一定值時使生物處理時間加長，有機物去除時間相應變長，未反應的有機物吸附在膜表面造成污染。在污泥濃度過低時可通過減少膜產水量的方法產水，并對污泥進行累計。

　　(二)MBR膜產水

　　1、產水量設定：膜片在正常運轉時，建議使用恒流操作方式。

　　過濾通量的設計根據不同水質，可設計在10-20L/㎡·h范圍內。一般在對污水進行處理時，設計標準為10-12L/㎡·h。通量設計為平均值，實際運行時，由于是間歇式出水方式，故瞬間的膜出水量會比這個值大。

　　當處理的原水水質很差，如高濃度工業廢水或是原水中難分解物質很多時，過濾通量的設計應相對降低，防止膜污堵的發生。

　　2、間歇出水的設定。膜片的產水方式一般采用間歇式。即膜片在負壓下每工作近8分鐘時，停止抽吸，讓膜片產水停止2分鐘，依次類推。但此時曝氣系統依舊運行。空氣流依舊在流動。這樣在MBR運轉過程中，積聚在膜表面的污泥物更易在氣流的沖刷下脫落，以此達到清洗的目的減少膜片的污堵，延長膜片的使用壽命。

　　3、產水泵的設定：

　　(1)設定膜組器的運行頻率，即泵間歇運行的開、停時間(如：出水8分鐘，停止2分鐘)，由此計算出膜組器每天實際運行小時數;(2)流量：膜系統設計流量÷每天實際運行小時數×安全系數(取值1.2～1.5);(3)吸程：應包括最大工作膜壓+管路損失+高位差(膜區水面到水泵軸線或管道最高點距離)+水泵系統損失(2 m～3 m)。

　　每臺產水泵可對應1～10個膜組器。4臺產水泵(含)以下宜備用1臺泵，4臺以上時宜備用2臺泵。

　　(三)MBR膜反洗

　　一般情況下，系統是否需要反洗，應根據原水水質及現場實際情況，經小試決定。當原水水質較差時，尤其在高濃度化工廢水等水質條件下，建議每天對系統進行反洗。系統進行反洗時，反洗水量為產水量的1.5-2倍，反洗壓力小于0.1MPa，反洗時間一般為1分鐘。具體情況可根據現場實際情況進行調節。具體步驟為：(1)停止產水泵，從而停止過濾;(2)關閉處理水管，并放置兩分鐘;(3)繼續曝氣;(4)開啟排氣閥，在管中進行排氣;(5)開啟反洗泵，從產水口處注入產水或是自來水。邊空曝邊反沖洗1分鐘;(6)關閉反洗泵;(7)以上操作結束后，打開產水管，開啟產水泵，開始MBR的正常運轉。

　　(四)MBR系統設計時應注意事項

　　(1)由于任何故障而導致鼓風機停止時，請停止出水。這是因為在喪失清洗效果的情況下進行過濾出水，在膜的表面極易堆積污泥的凝聚體和微粒子。(2)在系統運行時能自動檢查鼓風機故障，并在系統中安裝自動停止出水功能的系統，尤其在鼓風機的皮帶脫落時，需要采取對策。

　　(3)在產水泵停止轉動時，由于虹吸作用和重力過濾等原理，有時仍會進行過濾。為了在產水泵停止時能完全停止過濾出水，建議在產水管設置止回閥。

　　(4)使用藥液清洗膜組件，需要事先從注入管排出空氣，因此要設置排氣閥。

　　(5)安裝地點在寒冷的地區應考慮管道的保溫，在停止使用時應將管道排空。

　　(6)連接管道不應選用鐵制品，因為清洗的時候會將管道中的污物沖到膜絲內，造成膜絲污染。

　　四、MBR膜的清洗

　　(一)加藥反洗

　　清洗方法：(1)停止產水泵;(2)關閉出水管，并放置兩分鐘;(3)停止曝氣;(4)開啟排氣閥，在管中進行排氣;(5)打開藥液注入管，開啟藥液泵，從產水口注入藥液，在30分鐘內把藥液注入到膜組件及相對應的管道內，并靜置浸泡90分鐘;(6)打開曝氣系統，空曝30分鐘。此時不過濾;(7)以上操作結束后，打開產水管，開啟產水泵，開始MBR的正常運轉。(8)藥液用0.1-0.2%的鹽酸或500ppm-1000ppm的次氯酸鈉溶液和0.05-0.1%氫氧化鈉溶液。

　　(二)離線清洗

　　1、清洗方法

　　(1)從組件上卸下集水管、曝氣裝置等，在將膜組件從反應器中取出。(2)用水槍沖洗膜組件，將膜纖維中夾帶的污泥沖掉。(3)將膜組件放到浸泡池中浸泡2-4小時。靜置過程中間歇性曝氣，每隔一個小時曝氣約十分鐘;藥液的溫度以30度為宜。(4)浸漬結束后，從浸漬清洗槽中取出膜組件，用清水洗凈攜帶的藥液。(5)清洗一般采用多種藥劑，當一種藥劑清洗結束后將組件取出，用清水沖掉殘余藥液，將浸泡池中藥液更換，重復步驟3。(6)將浸泡池中的水放出，并注入清水，持續空曝氣一個小時。(7)將膜組件返回到反應器中，接上曝氣管、集水管，開始過濾。

　　2、清洗藥液

　　當選擇清洗對象時應參照如下表格：

　　藥液應能將膜組件全部浸沒。對特定污染物清洗時需要考察出相應的清洗劑。

       五、總結

　　隨著污水處理工藝的不斷發展，MBR膜的使用也在不斷的變化中，作者也將在今后的設計、應用中繼續總結經驗，使MBR的使用趨于完美。

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