膜生物反應(yīng)器是一種有效的廢水處理工藝“21世紀(jì)的水處理技術(shù)”隨著科技的發(fā)展和進(jìn)步應(yīng)運(yùn)而生。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展和人民生活水平的提高，人們水對水質(zhì)的要求也越來越高。膜生物反應(yīng)器是一種新型的高效工藝，近年來發(fā)展迅速，該技術(shù)在廢水處理方面得到廣泛應(yīng)用。
一、國內(nèi)外膜生物反應(yīng)器的發(fā)展歷史
1.膜生物反應(yīng)器的介紹
膜生物反應(yīng)器是一種新型的廢水處理系統(tǒng)，它結(jié)合了膜分離技術(shù)和生物處理技術(shù)，也稱為MBR。傳統(tǒng)的生物處理技術(shù)被終端二沉池膜組件取代，可以保持生物反應(yīng)器中高活性污泥濃度，有效提高生物處理有機(jī)負(fù)荷。為了減少污水處理設(shè)施的占地面積，污泥負(fù)荷可以保持較低，從而減少剩余污泥的量。主要原理是使用膜分離設(shè)備攔截水中的活性污泥和大分子有機(jī)物。其活性淤泥濃度可達(dá)8000~10000mg/L，或更高。反應(yīng)器截留效果非常明顯，可有效保留長周期微生物，實(shí)現(xiàn)污水深度凈化，增加硝化細(xì)菌增殖，除磷脫氮效果更好。
2、發(fā)展
20世紀(jì)80年達(dá)，生物膜反應(yīng)器受到各國的重視，成為世界研究的熱點(diǎn)，已應(yīng)用于美國、法國等十多個(gè)國家，規(guī)模為6m³/d至13000m³/d。中國對MBR的研究相對較晚，近年來進(jìn)展相對較快。中國的研究可以分為以下幾個(gè)方面：
（1）探索不同生物處理工藝和膜分離裝置的組合，從活性污泥工藝延伸到接觸氧化法，生物膜法，活性污泥結(jié)合生物膜和兩相厭氧工藝的聯(lián)合工藝；
（2）研究處理和膜污染因素，機(jī)理和數(shù)字模型的影響，以減少膜污染，提高膜組件的處理能力和操作穩(wěn)定性。研制合適的操作條件和工藝參數(shù)；
（3）不僅是生活污水，還將MBR的研究對象擴(kuò)展到高濃度有機(jī)廢水和難降解工業(yè)廢水。
3、組成部分
3.1進(jìn)水井
它分為溢流口和進(jìn)氣門。
3.2格柵
為了定期清理網(wǎng)格殘留物，攔截各種廢物，如污水中的各種纖維和爐渣，以確保生物膜反應(yīng)器系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
3.3調(diào)節(jié)池
廢水的水量和水質(zhì)將隨著時(shí)間的推移而變化，因此需要在進(jìn)入MBR系統(tǒng)之前進(jìn)行調(diào)節(jié)，以減少運(yùn)行負(fù)荷。調(diào)節(jié)池內(nèi)的沉淀物需要定期處理，并且設(shè)置有溢流，保障系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
3.4反應(yīng)池
反應(yīng)池包括微生物菌落，膜組件，水手機(jī)系統(tǒng)，排水系統(tǒng)和通氣系統(tǒng)。
3.5消毒裝置
可自動(dòng)控制具體加藥量。
3.6計(jì)量裝置
包括流量表和水表等，可進(jìn)行系統(tǒng)的參數(shù)控制。
3.7電控裝置
主要是控制進(jìn)水泵，風(fēng)機(jī)和水泵，分為手動(dòng)和自動(dòng)兩種形式。在PLC的控制下可以根據(jù)各反應(yīng)池的水位情況來自行運(yùn)行。電控箱裝于設(shè)備機(jī)房內(nèi)。
二、生物膜反應(yīng)器的工藝和應(yīng)用
1、連續(xù)微濾技術(shù)
該技術(shù)對液體進(jìn)行選擇性的過濾分離，其原理是操作壓力下對液體混合物進(jìn)行截流從而達(dá)到分離、濃縮的以及凈化的目的。該技術(shù)較為成熟，其主要元件是聚丙烯中空纖維膜元件，在該膜系統(tǒng)之中，膜外側(cè)走的是原水，膜內(nèi)側(cè)走的是凈化含稅，其回流比高，由于其在膜管內(nèi)流速大，可以減少水污染。其采用的氣水混合反洗工藝能夠通過空氣對膜表面進(jìn)行擦洗，對于膜元件起到了很好的保護(hù)作用，膜的清洗效果很好，可以很好地去除水中的細(xì)菌、微生物以及懸浮物等雜質(zhì)。
優(yōu)點(diǎn)：
（1）其可與RO和NF一同工作，并作為兩者的前處理，使得兩者進(jìn)水的SDI≤2，同時(shí)延長兩種膜元件的使用壽命。
（2）制造成本低，價(jià)格經(jīng)濟(jì)效果好。
（3）該系統(tǒng)膜組件的設(shè)計(jì)易于擴(kuò)充，方便移動(dòng)，安裝簡單，施工期較短。
（4）常用于非飲用方面，如灌溉、洗滌、衛(wèi)生和景觀美化，清洗便利。
2、膜生物反應(yīng)器技術(shù)與傳統(tǒng)生化處理技術(shù)的對比（見下附表）
| | 膜生物反應(yīng)器技術(shù) | 傳統(tǒng)生化處理技術(shù) |
| 工藝 | 多種生化處理+膜分離 | 生化處理+沉淀 |
| 污泥濃度 | <14000mg/L，可根據(jù)生化處理需要進(jìn)行調(diào)整，確保高濃度、高活性；可有效抑制絲狀菌生長，控制污泥膨脹和生物泡沫 | 3000~5000mg/L，受沉淀池表面負(fù)荷影響，污泥濃度不能過高，經(jīng)常受到絲狀菌繁殖、污泥上浮和生物泡沫的影響。 |
| 生物種群 | 由于采用膜分離，因此幾乎所有微生物都被截留在反應(yīng)器內(nèi)，生物種群非常豐富，因此生化處理效率很高。 | 由于采用重力沉淀分離，因此一些弱勢微生物或世代周期較長的微生物很難再存留，而這些微生物常常是高效生化處理所必須的。 |
| 生化處理效果 | 生物相啟動(dòng)快，生物降解*，處理效率高，可達(dá)95%以上，出水BOD小于5mg/L，COD可小于30mg/L，硝化效果好，SRT長，有利于低碳源下總氮的去除。攔截SS，總磷更容易控制到很低的水平。 | 存在生物流失，處理效率一般在85%左右，出水BOD小于20mg/L，COD可小于80mg/L，要達(dá)到更好的效果，必須增加深度處理設(shè)施，而深度處理設(shè)施失效較快。 |
| 剩余污泥量 | 污泥齡較長，剩余污泥量少，剩余污泥比傳統(tǒng)工藝減少20%以上。 | 剩余污泥量較多。 |
| 占地面積 | 處理設(shè)施緊湊，占地面積小，運(yùn)行費(fèi)用適當(dāng)。 | 處理設(shè)施多，占地面積大。 |
| 自控程度 | 自動(dòng)化控制程度高，可zui大限度地減少人為因素的影響。 | 由于處理構(gòu)筑多，實(shí)現(xiàn)高度的自動(dòng)化控制很難，操作效果，受人員素質(zhì)影響較大。 |
三、結(jié)束語
在現(xiàn)代社會(huì)中，由于工業(yè)的大力發(fā)展和生活水平的提高，工業(yè)污水與城市污水水量很大，對于極度缺水的中國來說，大力發(fā)展生物膜反應(yīng)器處理技術(shù)，能有效解決水資源短缺問題，緩解水資源壓力。其已經(jīng)展現(xiàn)出了巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
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