膜生物反应器技术说明

膜生物反应器技术说明

一、简介

膜生物反应器(MBR)是膜分离技术与生物技术有机结合的新型水处理技术，它用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物质截留住，省掉二沉池，是目前最有前途的废水处理新技术之一，是公认的市政污水最终可行的中水回用技术。

二、分类

目前在水处理行业中，膜生物反应器投入大规模实际应用，膜生物反应器依据膜组件，及原理有不同的分类。下面我们就来了解一下膜生物反应器分类。

1、从整体上来讲，膜生物反应器分类有以下几种：

膜分离生物反应器：膜分离生物反应器用于污水处理中的固液分离。

膜曝气生物反应器：膜曝气生物反应器中膜被用于气体质量传递，通常是为好氧工艺供氧(通常由曝气风机供氧和机械曝气供氧二种)，可以实现生物反应器的无泡曝气，大大提高反应器的传氧效率。

萃取膜生物反应器：萃取膜生物反应器主要用于工业中优先污染物的处理，选择性透过膜被用于萃取特定的污染物。

2、按照膜组件的放置方式可分为：分体式和一体式膜生物反应器

分体式膜生物反应器把生物反应器与膜组件分开放置，膜生物反应器的混合液经增压后进入膜组件，在压力作用下混合液中的液体透过膜得到系统出水，活性污泥则被截留，并随浓缩液回流到生物反应器内。

一体式系统则直接将膜组件置于反应器内，通过的抽吸得到过滤液，膜表面清洗所需的错流由空气搅动产生，设置在膜的正下方，混合液随气流向上流动，在膜表面产生剪切力，以减少膜的污染。一体式膜生物反应器工艺是污水生物处理技术与膜分离技术的有机结合。

3、按照膜生物反应器是否需氧：可分为好氧和厌氧膜生物反应器

好氧膜生物反应器一般用于城市和工业的处理，好氧MBR用于城市污水处理通常是为了使出水达到回用的目的，而用于处理工业的主要为了去除一些特别的污染物，如油脂类污染物。

厌氧膜生物发生器中，通过膜的高效截留，不仅解决了厌氧污泥容易从膜生物反应器流失导致出水水质降低的问题，同时膜分离的作用还体现在对厌氧反应器的构造与处理效果的强化方面。以UASB与膜单元相结合为例，厌氧膜生物反应器不再需要设计的三相分离器来实现固液气的分离;而对于两相厌氧MBR，由于膜分离的作用使产酸反应气中的产酸菌浓度增加，提高了水解发酵能力，同时膜将大分子有机物截留在产酸反应器中使水解发酵，因此保持较高的酸化率。厌氧膜生物反应器厂用于高浓度有机分水的处理效果，由于膜生物反应器缺少曝气，为了使厌氧污泥处于悬浮状态，处理高浓度有机的厌氧膜生物反应器均采用分体式。

三、应用范围

膜生物反应器广泛适用于生活小区、宾馆饭店、度假区、学校、写字楼、等分散用户的日常生活污水处理、回用及啤酒、制革、食品、化工等行业的有机污水处理。膜生物反应器的产水常用于灌溉、洗涤、环卫、造景等非饮用功能。 膜生物反应器(Membrane Bioreactor，简称MBR)水处理技术是一种生物技术与膜技术相结合的高效生化水处理技术，膜生物反应器是结合了膜分离技术和传统的污泥法的一种高效污水处理技术，由于膜的过滤作用，生物完全被截留在生物反应器中，实现了水力停留时问和污泥龄的彻底分离，使生物反应器内保持较高的MLSS。硝化能力强，污染物去除率高。

膜生物反应器是一种高效膜分离技术与活性污泥法相结合的新型水处理技术。中空纤维膜的应用取代活性污泥法中的二沉池，进行固液分离，有效的达到了泥水分离的目的。充分利用膜的高效截留作用，能够有效地截留硝化菌，完全保留在生物反应器内，使硝化反应保证顺利进行，有效去除氨氮，避免污泥的流失，并且可以截留一时难于降解的大分子有机物，延长其在反应器的停留时间，使之得到最大限度的分解。应用MBR技术后，主要污染物的去除率可达：

COD≥93%、SS=100%。产水悬浮物和浊度几近于零，处理后的水质良好且稳定，可以直接回用，实现了污水资源化。

四、构造

1、进水井：进水井里设置溢流口和进水闸门，在来水量超过系统负荷或者处理系统发生事故的情况下，关闭进水闸门，污水直接通过溢流口就近排入河道或者市政管网。

2、格栅：污水中经常含有大量杂物，为了保证膜生物反应器的正常运行，必须将各种纤维、渣物、废纸等杂物拦截在系统之外，因此在膜生物反应器前设置格栅，定期将栅渣清理干净。

3、调节池：收集的污水水量和水质都是随着时间变化的，为了保证后续处理系统的正常运行，降低运行负荷，需要对污水的水量和水质进行调解，因此在

进入生物处理系统前设计调节池。调节池内需要定期清理沉淀物。调节池一般设置溢流，在负荷过大的情况下，保证系统的运行正常。

4、毛发聚集器：在中水处理系统内，由于收集的洗浴废水内含有少量的毛发和纤维，不清理干净，会对水泵和膜生物反应器反应器造成堵塞，降低处理效率，并可能最终造成整个系统的瘫痪，因此在中水处理系统内需要设置毛发过滤器。

5、膜生物反应器反应池：在膜生物反应器反应池里进行着有机污染物的降解和泥水的分离。作为处理系统的核心部分，反应池里面包括微生物菌落、膜组件、集水系统、出水系统、曝气系统。

6、消毒装置：根据出水的要求，膜生物反应器设计有消毒装置，可自动控制加药量。

7、计量装置：为了能够保证系统运行良好，需要采用一定的计量装置进行系统的参数控制。计量控制仪器包括流量计和水表等。

8、膜生物反应器电控装置：电控箱安装于设备机房内。主要控制进水泵、风机和抽吸泵。控制有手动控制和自动控制两种形式。进水泵在PLC控制下，根据各反应池水位情况，自动运行。抽吸泵运行按预设时间周期间歇控制，当膜生物反应器反应池低水位时，抽吸泵自动停止，以保护膜组器。

五、特点

1、出水水质好，稳定性高膜过渡出水使得膜生物反应器内获得比普通活性污泥法高得多的生物浓度，极大地提高了生物降解能力和抗负荷冲击能力。同时，污泥停留时间较长，这也为难降解有机物分解菌和硝化菌等增殖速度慢的微生物得以在反应器内繁殖富集，特别是对难降解有机物和氨氮的去除可以取得理想效果。另一方面，膜生物反应器膜分离对小于膜孔径有机大分子物质的截留作用，能够确保滤后出水在除菌、消除悬浮物和降低BOD方面很稳定。

2、占地少膜生物反应器可以维持较高的污泥浓度，通常MLSS为8～20g/L，是传统生物处理的2.5～5倍，同时系统省去了二沉池和污泥回流设备，因而占地面积省。

3、膜生物反应器操作维护简单膜分离单元工艺简单，出水和运行不受污泥泥膨胀等因素的影响，操作维护简单方便，且易于实现自动控制管理。

4、膜生物反应器污泥处水费用低系统污泥浓度高，泥龄长，这意味着排泥量少，产泥量仅占传统工艺的30%，这对后续的污泥处理极为有利。

膜生物反应器(MBR)主要应用于城市污水的回收净化，污水经MBR处理后，出水水质已达到建设部《生活杂用水水质标准》，可直接用于绿化、冲洗、消防、

楼房中水回用补充观赏水体等非饮用水的目的，MBR具有实现自动控制和操作管理方便等优点，因此在城市污水和工业废水处理与回用等方面已得到了应用。 膜生物反应器(MBR)技术是膜分离技术与生物技术有机结合的新型废水处理技术，它利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物截留住，省掉二沉池。膜-生物反应器工艺通过膜的分离技术大大强化了生物反应器的功能，使活性污泥浓度大大提高，其水力停留时间(HRT)和污泥停留时间(SRT)可以分别控制。

六、优越性

1、对污染物的去除率高，抗污泥膨胀能力强，出水水质稳定可靠，出水中没有悬浮物;

2、膜生物反应器实现了反应器污泥龄STR和水力停留时间HRT的分别控制，因而其设计和操作大大简化;

3、膜的机械截留作用避免了微生物的流失，生物反应器内可保持高的污泥浓度，从而能提高体积负荷，降低污泥负荷，具有极强的抗冲击能力;

4、由于SRT很长，生物反应器又起到了“污泥硝化池”的作用，从而显著减少污泥产量，剩余污泥产量低，污泥处理费用低;

5、由于膜的截流作用使SRT延长，营造了有利于增殖缓慢的微生物。如硝化细菌生长的环境，可以提高系统的硝化能力，同时有利于提高难降解大分子有机物的处理效率和促使其彻底的分解;

6、MBR曝气池的活性污泥不不会随出水流失，在运行过程中，活性污泥会因进入有机物浓度的变化而变化，并达到一种动态平衡，这使系统出水稳定并有耐冲击负荷的特点;

7、较大的水力循环导致了污水的均匀混合，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积。MBR系统中活性污泥的高度分散是提高水处理的效果的又一个原因。这是普通生化法水处理技术形成较大的菌胶团所难以相比的;

8、膜生物反应器易于一体化，易于实现自动控制，操作管理方便;

9、MBR工艺省略了二沉池，减少占地面积;

七、参数

1、膜生物反应器参数---膜

膜生物反应器的材料分为有机膜和无机膜两种。膜生物反应器曾遍采用有机膜，常用的膜材料为聚乙烯、聚丙烯等。分离式膜生物反应器通常采用超滤膜组件，截留分子量一般在2—30万。膜生物反应器截留分子量越大，初始膜通量越大，但长期运行膜通量未必越大。

2、膜生物反应器参数---操作方式

当膜选定后，真物化性质也就确定了，因此，操作方式就成为影响膜生物反应器膜污染的主要因素。不仅污泥浓度、混合液粘度等影响膜通量，混合液本身的过滤性能，如活性污泥性状、生物相也影响膜生物反应器膜通量的衰减。有研究表明：粉末活性炭(PAC)与絮凝剂的加入有助于改善泥水分离性能，形成体积更大、粘性更小的污泥絮体，减少了膜堵塞的机会。但絮凝剂的过量加人会造成污泥活性受到限制，影响反应器的处理能力和处理效果。

3、膜生物反应器参数---水力学特性

改善膜面附近料液的流体力学条件，如提高流体的进水流速，减少浓差极化，使被截留的溶质及时被带走。分离式膜生物反应器中，一般均采用错流过滤的方式;而一体式膜生物反应器实质上是一种死端过滤方式。与死端过滤相比，错流过滤更有助于防止膜面沉积污染。因此设计合理的流道结构，提高膜间液体上升流速，使较大的暖气量起到了冲刷膜表面的错流过滤效果对于淹没式膜生物反应器显得尤为重要。

八、技术优点

◆高MLSS与微滤膜过滤下，出水水质稳定,高品质 。高容积负荷下，停留时间短，MBR流程较传统系统简单 ，占地面积减小

◆完全取代沉淀池、砂滤单元，占地面积较传统方式节省30%，无污泥沉降性问题

◆反应池内MLSS浓度可达10000mg/L以上，耐负荷冲击能力强，有效处理高浓度有机废水

◆在微滤膜过滤下，分离效果远优于传统沉淀池及砂滤等处理单元，出水水质良好稳定，悬浮物和浊度低，一般低污染度市政废水处理后，可直接做为中水道用水或现场资源回收水使用

◆有利于增殖缓慢的硝化细菌的截留、生长和繁殖，系统的硝化效率得以提高，A/O反应下具高效脱氮的功能。A/O、A2O法可有效去除氨氮与磷，尤其适用于水质管制区内使用微滤膜可拦除大部分细菌等微生物，减少消毒药剂添加量及获得安全的回用水

◆低能耗，操作运转费用低

◆生物拦截在池内,可取得较长的SRT高污泥龄之运转下,在生物自解下污泥量减少1/2以上 。低废弃污泥量低于传统活性污泥法、排泥周期长

◆操作弹性大，生物膜管系统属于绝对过滤系统及高MLSS,可轻易克服变异性大之废水系统

◆PLC控制设计，操作维护容易，可实现自动化控制，便于管理

◆高生物污泥操作浓度;MLSS=6000~10000mg/l ，可减少生物好氧污泥池之体积

◆可作封闭式设计，低公害，低噪音，低臭味

◆膜分离大大提高了污水的大分子难降解的物质处理效率