MBR膜生物反应器一体化设备

如何进行水处理？

衡美水处理为您介绍一种经久耐用、性能卓越的水处理设备——MBR膜生物反应器一体化设备。

MBR膜生物反应器一体化设备是膜分离技术与生物技术有机结合的新型水处理技术，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。

一、MBR膜生物反应器概述

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。

二、MBR膜生物反应器的特点

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。

三、膜生物反应器在处理氮肥废水中的应用

膜生物反应器是由膜分离和生物处理结合而成的一种新型、高效污水处理技术。工业含氮废水其脱氮机理包括硝化作用和反硝化作用两个基本过程。硝化作用是指由氨氮转化为硝态氮的过程，该过程主要依靠亚硝化细菌和硝化细菌两类好氧自养菌来完成。

mbr膜技术首先通过活性污泥来去除水中可生物降解的有机污染物，然后采用膜组件强制截留生物反应器中的活性污泥以及绝大多数的悬浮物，实现净化后水和活性污泥固液分离，由此强化了生化反应，提高了污水处理效果和出水水质。

MBR处理工艺对氮肥行业废水中COD处理效果明显，其生化菌种养生驯化阶段较短，从第3天即显现稳定的效果；稳定处理阶段、正常运行阶段均能保持较高的COD去除率，去除率基本在90%以上；出口COD平均控制在30mg/L以下。

四、膜生物反应器的优越性

1、处理效率高，出水可直接回用。由于中空纤维膜对生化反应器的混合液具有高效的分离作用，可彻底将污泥与出水进行分离，故可使出水的SS及浊度接近于零。同时由于活性污泥的损失几乎为零，使得生化反应器中的活性污泥浓度可比传统工艺高出2~6倍左右，大大提高了脱氮能力。

2、系统运行稳定、流程简单、设备少、占地面积小。由于MBR技术的活性污泥浓度高，因此装置的容积负荷大；对进水波动的抗冲击性能好，运行稳定。此工艺除了可大大缩小生化反应器—曝气池的体积，使设备和构筑物小型化以外，甚至可以省去初沉池，也不需要二沉池，就使得系统占地面积减少。

3、污泥龄长，剩余污泥量少。当污泥浓度高，而进水负荷低的情况下，系统中营养与微生物比率(F/M)低，污泥龄变长。当F/M维持某个低值时，活性污泥的增长接近为零，这就降低了对剩余污泥的处理费用。

4、操作管理方便，易于实现自动控制。由于膜分离可使活性污泥完全截留在生物反应器中，使得生物反应器中的水力停留时间(HRT)和污泥停留时间(SRT)是完全分开的，故可灵活、稳定地加以控制；同时，非常易于实现自动控制，提高了污水处理的自动化水平。

五、膜生物反应器的优越性  

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。

六、MBR的基本分类

分置式MBR是指膜组件与生物反应器分开设置，在分置式MBR中，生物反应器的混合液由泵增压后进入膜组件，在压力作用下膜过滤液成为系统处理出水，活性污泥、大分子物质等则被膜截留，并回流到生物反应器内。分置式MBR采用的膜组件形式一般为平板式和管式。       

分置式MBR通过料液循环错流运行，其特点是：运行稳定可靠，操作管理容易，易于膜的清洗、更换及增设。但为了减少污染物在膜面的沉积，由循环泵提供的料液流速很高，为此动力消耗较高。         一体式MBR是指膜组件安置在生物反应器内部。根据生物处理工艺的要求，可分为两种组成形式：第一种有两个生物反应器，其中一个为硝化池，另一个为反硝化池。膜组件浸没于硝化反应器中，两池之间通过泵来更新要过滤的混合液。       

一体式MBR利用曝气时气液向上的剪切力来实现膜面的错流效果，也有采用在一体式膜组件附近进行叶轮搅拌和膜组件自身的旋转（如转盘式膜组件）来实现膜面错流效应。与分置式相比，一体式的最大特点是运行能耗低。一些学者认为，一体式在运行稳定性、操作管理方面和清洗更换上不及分置式。

膜技术与处理污水的生物反应器结合起来的工艺已经发展成为了三种类型的膜生物反应器：用于固体的分离与截留（膜分离生物反应器）、用于在反应器中进行无泡曝气（膜——曝气生物反应器）和从工业污水中萃取优先污染物（萃取膜生物反应器）。

 一体式MBR是指膜组件安置在生物反应器内部。根据生物处理工艺的要求，可分为两种组成形式：第一种有两个生物反应器，其中一个为硝化池，另一个为反硝化池。膜组件浸没于硝化反应器中，两池之间通过泵来更新要过滤的混合液。       

一体式MBR利用曝气时气液向上的剪切力来实现膜面的错流效果，也有采用在一体式膜组件附近进行叶轮搅拌和膜组件自身的旋转（如转盘式膜组件）来实现膜面错流效应。与分置式相比，一体式的最大特点是运行能耗低。一些学者认为，一体式在运行稳定性、操作管理方面和清洗更换上不及分置式。

 膜——曝气生物反应器（Membrane Aeration Bioreactor，MABR）无泡曝气MBR最早见于Cote.P等于1988年的报道。它采用透气性致密膜（如硅橡胶膜）或微孔膜（如疏水性聚合膜），以板式或中空纤维式组件，在保持气体分压低于泡点（Bubble Point）的情况下，可实现向生物反应器的无泡曝气。由于传递的气体含在膜系统中，因此提高了接触时间，极大的提高了传氧效率。桐油由于气液两相被膜分开，有利于曝气工艺的更好控制，有效的将曝气和混合功能分开。因为供氧面积一定，所以该工艺不受传统曝气系统由气泡大小及其停留时间等因素的影响。此后，英国的Keith Brndle等对此进行了更多的研究，如在序批式生物膜法中采用螺旋硅橡胶管进行无泡曝气，取得了高效曝气效果。

萃取膜生物反应器（Extractive Membrane Bioreactor，EMBR）萃取MBR是结合膜萃取和生物降解，利用膜将有毒工业废水中有毒的、溶解性差的优先污染物从废水中萃取出来，然后用专性菌对其进行单独的生化降解，从而使专性菌不受废水中离子强度和PH值的影响，生物反应器的功能得到优化。目前膜曝气生物反应器和萃取膜生物反应器和萃取膜生物反应器还处在实验室阶段，尚无实际的工程应用。

 膜分离生物反应器（Biomass Separation Membrane Bioreactor，BSMBR，简称MBR）膜分离生物反应器中的膜组件相当于传统生物处理系统中的二沉池，利用膜组件进行固液分离，截流的污泥回流至生物反应器中，透过水外排。目前，分离膜生物反应器已经广泛应用于实际工程中。

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