MBR

在污水處理，水資源再利用領(lǐng)域，MBR又稱膜生物反應(yīng)器，是一種由活性污泥法與膜分離技術(shù)相結(jié)合的新型水處理技術(shù)。

介紹

在污水處理，水資源再利用領(lǐng)域，MBR又稱膜生物反應(yīng)器(Membrane Bio-Reactor)，是一種

由活性污泥法與膜分離技術(shù)相結(jié)合的新型水處理技術(shù)。膜的種類繁多，按分離機(jī)理進(jìn)行分類，有反應(yīng)膜、離子交換膜、滲透膜等;按膜的性質(zhì)分類，有天然膜(生物膜)和合成膜(有機(jī)膜和無機(jī)膜);按膜的結(jié)構(gòu)型式分類，有平板型、管型、螺旋型及中空纖維型等。

工藝組成

膜- 生物反應(yīng)器主要由膜分離組件及生物反應(yīng)器兩部分組成。通常提到的膜 - 生物反應(yīng)器實(shí)際上是三類反應(yīng)器的總稱: ① 曝氣膜 - 生物反應(yīng)器(Aeration Membrane Bioreactor, AMBR) ; ② 萃取膜 - 生物反應(yīng)器( ExtractiveMembrane Bioreactor, EMBR ); ③ 固液分離型膜 - 生物反應(yīng)器( Solid/Liquid SeparationMembrane Bioreactor, SLSMBR, 簡稱 MBR )。

曝氣膜

曝氣膜 -生物反應(yīng)器較早見于 Cote.P 等 1988年報道，采用透氣性致密膜(如硅橡膠膜)或微孔膜(如疏水性聚合膜)，以板式或中空纖維式組件，在保持氣體分壓低于泡點(diǎn)( Bubble Point)情況下，可實(shí)現(xiàn)向生物反應(yīng)器的無泡曝氣。該工藝的特點(diǎn)是提高了接觸時間和傳氧效率，有利于曝氣工藝的控制，不受傳統(tǒng)曝氣中氣泡大小和停留時間的因素的影響。如圖 [1] 所示。

固液分離型膜

固液分離型膜 - 生物反應(yīng)器是在水處理領(lǐng)域中研究得廣泛深入的一類膜 -生物反應(yīng)器，是一種用膜分離過程取代傳統(tǒng)活性污泥法中二次沉淀池的水處理技術(shù)。在傳統(tǒng)的廢水生物處理技術(shù)中，泥水分離是在二沉池中靠重力作用完成的，其分離效率依賴于活性污泥的沉降性能，沉降性越好，泥水分離效率越高。而污泥的沉降性取決于曝氣池的運(yùn)行狀況，改善污泥沉降性必須嚴(yán)格控制曝氣池的操作條件，這限制了該方法的適用范圍。由于二沉池固液分離的要求，曝氣池的污泥不能維持較高濃度，一般在 1.5~3.5g/L左右，從而限制了生化反應(yīng)速率。

水力停留時間( HRT )與污泥齡( SRT)相互依賴，提高容積負(fù)荷與降低污泥負(fù)荷往往形成矛盾。系統(tǒng)在運(yùn)行過程中還產(chǎn)生了大量的剩余污泥，其處置費(fèi)用占污水處理廠運(yùn)行費(fèi)用的 25% ~40% 。傳統(tǒng)活性污泥處理系統(tǒng)還容易出現(xiàn)污泥膨脹現(xiàn)象，出水中含有懸浮固體，出水水質(zhì)惡化。

針對上述問題， MBR將膜分離技術(shù)與傳統(tǒng)生物處理技術(shù)有機(jī)結(jié)合，MBR實(shí)現(xiàn)污泥停留時間和水力停留時間的分離，大大提高了固液分離效率，并且由于曝氣池中活性污泥濃度的增大和污泥中有效菌 (特別是優(yōu)勢菌群 ) 的出現(xiàn)，提高了生化反應(yīng)速率。同時，通過降低 F/M比減少剩余污泥產(chǎn)生量(甚至為零)，從而基本解決了傳統(tǒng)活性污泥法存在的許多突出問題。

工藝類型

以下討論的均為固液分離型膜 - 生物反應(yīng)器。 根據(jù)膜組件和生物反應(yīng)器的組合方式，可將 膜 - 生物反應(yīng)器 分為分置式、一體式以及復(fù)合式三種基本類型 。

分置式膜 - 生物反應(yīng)器把膜組件和生物反應(yīng)器分開設(shè)置，如圖 3所示。生物反應(yīng)器中的混合液經(jīng)循環(huán)泵增壓后打至膜組件的過濾端，在壓力作用下混合液中的液體透過膜，成為系統(tǒng)處理水;固形物、大分子物質(zhì)等則被膜截留，隨濃縮液回流到生物反應(yīng)器內(nèi)。分置式膜 -生物反應(yīng)器的特點(diǎn)是運(yùn)行穩(wěn)定可靠，易于膜的清洗、更換及增設(shè);而且膜通量普遍較大。但一般條件下為減少污染物在膜表面的沉積，延長膜的清洗周期，需要用循環(huán)泵提供較高的膜面錯流流速，水流循環(huán)量大、動力費(fèi)用高 (Yamamoto, 1989)，并且泵的高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的剪切力會使某些微生物菌體產(chǎn)生失活現(xiàn)象 ( Brockmann and Seyfried, 1997 ) 。

一體式膜 - 生物反應(yīng)器是把膜組件置于生物反應(yīng)器內(nèi)部，如圖 4 所示。進(jìn)水進(jìn)入膜 -生物反應(yīng)器，其中的大部分污染物被混合液中的活性污泥去除，再在外壓作用下由膜過濾出水。這種形式的膜 -生物反應(yīng)器由于省去了混合液循環(huán)系統(tǒng)，并且靠抽吸出水，能耗相對較低;占地較分置式更為緊湊，近年來在水處理領(lǐng)域受到了特別關(guān)注。但是一般膜通量相對較低，容易發(fā)生膜污染，膜污染后不容易清洗和更換。

復(fù)合式膜 - 生物反應(yīng)器在形式上也屬于一體式膜 - 生物反應(yīng)器，所不同的是在生物反應(yīng)器內(nèi)加裝填料，從而形成復(fù)合式膜 - 生物反應(yīng)器，改變了反應(yīng)器的某些性狀，如圖 5 所示:

工藝特點(diǎn)

與許多傳統(tǒng)的生物水處理工藝相比， MBR 具有以下主要特點(diǎn):

一、出水水質(zhì)優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定

由于膜的高效分離作用，分離效果遠(yuǎn)好于傳統(tǒng)沉淀池，處理出水極其清澈， 懸浮物和濁度接近于零，細(xì)菌和病毒被大幅去除 ，出水水質(zhì)優(yōu)于建設(shè)部頒發(fā)的生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)( CJ25.1-89 )，可以直接作為非飲用市政雜用水進(jìn)行回用。

同時，膜分離也使 微生物被完全被截流在生物反應(yīng)器內(nèi)， 使得系統(tǒng)內(nèi)能夠維持較高的微生物濃度，不但提高了反應(yīng)裝置對污染物的整體去除效率，保證了良好的出水水質(zhì)，同時反應(yīng)器對進(jìn)水負(fù)荷(水質(zhì)及水量)的各種變化具有很好的適應(yīng)性，耐沖擊負(fù)荷，能夠穩(wěn)定獲得優(yōu)質(zhì)的出水水質(zhì)。

二、剩余污泥產(chǎn)量少

該工藝可以在高容積負(fù)荷、低污泥負(fù)荷下運(yùn)行，剩余污泥產(chǎn)量低(理論上可以實(shí)現(xiàn)零污泥排放)，降低了污泥處理費(fèi)用。

三、占地面積小，不受設(shè)置場合限制

生物反應(yīng)器內(nèi)能維持高濃度的微生物量，處理裝置容積負(fù)荷高，占地面積大大節(jié)省; 該工藝流程簡單、結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積省，不受設(shè)置場所限制，適合于任何場合，可做成地面式、半地下式和地下式。

四、可去除氨氮及難降解有機(jī)物

由于微生物被完全截流在生物反應(yīng)器內(nèi)，從而有利于增殖緩慢的微生物如硝化細(xì)菌的截留生長，系統(tǒng)硝化效率得以提高。同時，可增長一些難降解的有機(jī)物在系統(tǒng)中的水力停留時間，有利于難降解有機(jī)物降解效率的提高。

五、操作管理方便，易于實(shí)現(xiàn)自動控制

該工藝實(shí)現(xiàn)了水力停留時間( HRT )與污泥停留時間( SRT )的完全分離，運(yùn)行控制更加靈活穩(wěn)定，是污水處理中容易實(shí)現(xiàn)裝備化的新技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)微機(jī)自動控制，從而使操作管理更為方便。

六、易于從傳統(tǒng)工藝進(jìn)行改造

該工藝可以作為傳統(tǒng)污水處理工藝的深度處理單元，在城市二級污水處理廠出水深度處理(從而實(shí)現(xiàn)城市污水的大量回用)等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。

膜 - 生物反應(yīng)器也存在一些不足。主要表現(xiàn)在以下幾個方面:

o 膜造價高，使膜 - 生物反應(yīng)器的基建投資高于傳統(tǒng)污水處理工藝;

o 膜污染容易出現(xiàn)，給操作管理帶來不便;

o 能耗高:首先 MBR 泥水分離過程必須保持一定的膜驅(qū)動壓力，其次是 MBR 池中 MLSS 濃度非常高，要保持足夠的傳氧速率，必須加大曝氣強(qiáng)度，還有為了加大膜通量、減輕膜污染，必須增大流速，沖刷膜表面，造成 MBR 的能耗要比傳統(tǒng)的生物處理工藝高。

工藝用膜

膜可以由很多種材料制備，可以是液相、固相甚至是氣相的。目前使用的分離膜絕大多數(shù)是固相膜。根據(jù)孔徑不同可分為:微濾膜、超濾膜、納濾膜和反滲透膜;根據(jù)材料不同，可分為無機(jī)膜和有機(jī)膜，無機(jī)膜主要是微濾級別膜。膜可以是均質(zhì)或非均質(zhì)的，可以是荷電的或電中性的。廣泛用于廢水處理的膜主要是由有機(jī)高分子材料制備的固相非對稱膜。

膜的分類依據(jù)及分類:

一、 MBR 膜材質(zhì)

1、高分子有機(jī)膜材料: 聚烯烴類、聚乙烯類、聚丙烯腈、聚砜類、芳香族聚酰胺、含氟聚合物等。

有機(jī)膜成本相對較低，造價便宜，膜的制造工藝較為成熟，膜孔徑和形式也較為多樣，應(yīng)用廣泛，但運(yùn)行過程易污染、強(qiáng)度低、使用壽命短。

2、無機(jī)膜 :是固態(tài)膜的一種，是由無機(jī)材料，如金屬、金屬氧化物、陶瓷、多孔玻璃、沸石、無機(jī)高分子材料等制成的半透膜。

目前在 MBR 中使用的無機(jī)膜多為陶瓷膜，優(yōu)點(diǎn)是:它可以在 pH = 0~14 、壓力 P<10MPa 、溫度 <350 ℃的環(huán)境中使用，其通量高、能耗相對較低，在高濃度工業(yè)廢水處理中具有很大競爭力;缺點(diǎn)是:造價昂貴、不耐堿、彈性小、膜的加工制備有一定困難。

二、 MBR 膜孔徑

MBR 工藝中用膜一般為微濾膜( MF )和超濾膜( UF )，大都采用 0.1 ~ 0.4 μ m 膜孔徑，這對于固液分離型的膜反應(yīng)器來說已經(jīng)足夠。

微濾膜常用的聚合物材料有:聚碳酸酯、纖維素酯、聚偏二氟乙烯、聚砜、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚醚酰亞胺、聚丙烯、聚醚醚酮、聚酰胺等。

超濾常用聚合物材料有:聚砜、聚醚砜、聚酰胺、聚丙烯腈( PAN )、聚偏氟乙烯、纖維素酯、聚醚醚酮、聚亞酰胺、聚醚酰胺等。

三、 MBR 膜組件

為了便于工業(yè)化生產(chǎn)和安裝，提高膜的工作效率，在單位體積內(nèi)實(shí)現(xiàn)較大的膜面積，通常將膜以某種形式組裝在一個基本單元設(shè)備內(nèi)，在一定的驅(qū)動力下，完成混合液中各組分的分離，這類裝置稱為膜組件( Module )。

工業(yè)上常用的膜組件形式有五種:

板框式( Plate and Frame Module )、螺旋卷式 (Spiral Wound Module) 、圓管式 (TubularModule) 、中空纖維式 (Hollow Fiber Module) 和毛細(xì)管式 (Capillary Module)。前兩種使用平板膜，后三者使用管式膜。圓管式膜直徑 >10mm; 毛細(xì)管式- 0.5~10.0mm ;中空纖維式<0.5mm> 。

表:各種膜組件特性

MBR 工藝中常用的膜組件形式有:板框式、圓管式、中空纖維式。 板框式:

是 MBR 工藝比較早應(yīng)用的一種膜組件形式，外形類似于普通的板框式壓濾機(jī)。優(yōu)點(diǎn)是:制造組裝簡單，操作方便，易于維護(hù)、清洗、更換。缺點(diǎn)是:密封較復(fù)雜，壓力損失大，裝填密度小。

圓管式:

是由膜和膜的支撐體構(gòu)成，有內(nèi)壓型和外壓型兩種運(yùn)行方式。實(shí)際中多采用內(nèi)壓型，即進(jìn)水從管內(nèi)流入，滲透液從管外流出。膜直徑在 6~24mm 之間。圓管式膜優(yōu)點(diǎn)是:料液可以控制湍流流動，不易堵塞，易清洗，壓力損失小。缺點(diǎn)是:裝填密度小。

中空纖維式:

外徑一般為 40 ~ 250 μm ，內(nèi)徑為 25 ~ 42μm 。優(yōu)點(diǎn)是:耐壓強(qiáng)度高，不易變形。在 MBR中，常把組件直接放入反應(yīng)器中，不需耐壓容器，構(gòu)成浸沒式膜 -生物反應(yīng)器。一般為外壓式膜組件。優(yōu)點(diǎn)是:裝填密度高;造價相對較低;壽命較長，可以采用物化性能穩(wěn)定，透水率低的尼龍中空纖維膜;膜耐壓性能好，不需支撐材料。缺點(diǎn)是:對堵塞敏感，污染和濃差極化對膜的分離性能有很大影響。

MBR 膜組件設(shè)計的一般要求:

o 對膜提供足夠的機(jī)械支撐，流道通暢，沒有流動死角和靜水區(qū);

o 能耗較低，盡量減少濃差極化，提高分離效率，減輕膜污染;

o 盡可能高的裝填密度，安裝，清洗、更換方便;

o 具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度、化學(xué)和熱穩(wěn)定性。

膜組件的選用要綜合考慮其成本，裝填密度、應(yīng)用場合、系統(tǒng)流程、膜污染及清洗、使用壽命等。

折疊發(fā)展前瞻

重點(diǎn)領(lǐng)域和

o現(xiàn)有城市污水處理廠的更新升級，特別是出水水質(zhì)難以達(dá)標(biāo)或處理流量劇增而占地面積無法擴(kuò)大的水廠。

o 無排水管網(wǎng)系統(tǒng)的小區(qū)，如居民點(diǎn)、旅游度假區(qū)、風(fēng)景區(qū)等。

o 有污水回用需求的地區(qū)或場所，如賓館、洗車業(yè)、客機(jī)、流動廁所等充分發(fā)揮 MBR 占地面積小、設(shè)備緊湊、自動控制、靈活方便的特點(diǎn)。

o 高濃度、有毒、難降解工業(yè)廢水處理。如造紙、制糖、酒精、皮革、合成脂肪酸等行業(yè)，是一種普遍的點(diǎn)源污染。 MBR 可以對這些常規(guī)處理工藝無法達(dá)標(biāo)的廢水進(jìn)行有效的處理，并實(shí)現(xiàn)回用。

o 垃圾填埋廠滲濾液的處理及回用。

o 小規(guī)模污水廠(站)的應(yīng)用。膜技術(shù)的特點(diǎn)十分適合處理小規(guī)模污水。

二、MBR 未來的研究重點(diǎn)如下

o 膜污染的機(jī)理及防治。

o MBR 工藝流程形式及運(yùn)行條件的優(yōu)化。

o MBR 污泥產(chǎn)率與運(yùn)行條件的關(guān)系，以合理減少污泥產(chǎn)量，降低污泥處理費(fèi)用。

o MBR 生物反應(yīng)器內(nèi)微生物的代謝特性及其對出水水質(zhì)、污泥活性等的影響，從而確定適宜的微生物生長及代謝條件。

o MBR 工藝經(jīng)濟(jì)性研究。在目前國內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、膜產(chǎn)品供應(yīng)狀況和規(guī)范設(shè)計要求的條件下， MBR 用于污水處理的經(jīng)濟(jì)流量的確定。

o 以節(jié)能、處理特殊水質(zhì)對象、兼具脫氮除磷、操作維護(hù)簡便、可以長期穩(wěn)定運(yùn)行等為目標(biāo)，開發(fā)新型的膜生物反應(yīng)器。

MBFB膜生物流化床工藝

用于污水深度處理，能在原有污水達(dá)標(biāo)排放的基礎(chǔ)上，經(jīng)過生物流化床和陶瓷膜分離系統(tǒng)，進(jìn)一步降低COD、NH-N、濁度等指標(biāo)，一方面可直接回用，另一方面也可作為RO脫鹽處理的預(yù)處理工藝，替代原有砂濾、保安過濾、超濾等冗長過濾流程，同時有機(jī)物含量的降低大大提高RO膜使用壽命，降低回用水處理成本，無機(jī)陶瓷膜分離系統(tǒng)，是一套污水處理專用的無機(jī)膜分離系統(tǒng)，和其它的有機(jī)膜、無機(jī)膜相比，具有膜通量大、可反沖、全自動操作等優(yōu)勢。

<td id="74o33"></td>

MBR組件參數(shù)
型號	BR1250V	BR2000V
過濾精度	0.03-0.08um	0.03-0.08um
膜絲外徑、內(nèi)徑，mm	1.30/0.80	1.30/0.80
膜絲材質(zhì)	親水性PVDF	親水性PVDF
過濾方式	負(fù)壓	負(fù)壓
外殼材質(zhì)	ABS外殼	ABS外殼
膜絲封裝材料	環(huán)氧樹脂/聚氨酯	環(huán)氧樹脂/聚氨酯
外殼尺寸a*b*c ( mm )	534*480*1030	534*480*1530
有效膜面積（m2)	12.5	20.0
產(chǎn)水量，L/H	80-150	120-240
最大跨膜壓差（Bar)	0.06MPa	0.06MPa
操作溫度范圍（°C )	5-45	產(chǎn)品展示 蘇州佳斯瑞特科技有限公司 首頁 ｜  關(guān)于我們 ｜ 產(chǎn)品中心 ｜ 資訊中心 ｜ 聯(lián)系我們 13584889725 lauweenkuo@163.com 蘇州市吳中經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)東環(huán)南路1198號華星大樓2樓246室