关于膜生物反应器用于居民区生活污水处理及回用 2页

施工技术建材与装饰2013年9月关于膜生物反应器用于居民区生活污水处理及回用洪国平（中国市政工程中南设计研究总院有限公司广东惠州516000）摘要：膜生物反应器是一项把膜技术与处理污水的生物反应器结合起来的污水处理新技术。本文对膜生物反应器的组成、特点等进行了简要概述，结合污水处理实验详细介绍了该技术在居民区生活污水与回用水方面的应用，结果表明膜生物反应器的出水水质良好，有望成为传统污水处理方法的一种替代工艺。关键词：膜生物反应器；生活污水；处理及回用；参数设计中图分类号：X703.1文献标识码：B文章编号：1673-0038（2013）27-0068-02引言加的问题；对于萃取MBR，存在生物膜厚度控制的问题；对于膜如今，随着全球经济的快速发展与世界人口的急剧膨胀，水分离MBR，存在不可降解的有机物和无机成分在反应器中积累资源的需求量日益增加，水资源的缺乏成为全球各国面临的重的问题以及微生物的活性衰减问题等。这些问题都需要进一步要问题。而居民区生活污水处理及回用不仅可以消除污水对水研究解决。环境的污染，而且可以减少新鲜水的使用，缓解需水和供水之间2实验水质的矛盾，取得显著的环境、经济和社会效益。因此开展居民区生小区污水不同于城市污水，属生活污水范畴，其水质水量变活污水处理及回用对于推进污水资源化的进程具有十分重要的化较大，污染物浓度偏低，可生化性好。试验期间，以合成生活污意义。水模拟小区污水，由淀粉、蔗糖、蛋白胨、NH4Cl、NaH2PO4、膜生物反应器（简称MBR），是由膜分离和生物处理结合而KH2PO4、Na2CO3、NaHCO3、食用碱等配制而成，具体水质情况见表1。成的一种新型、高效的污水处理技术。由于膜生物反应技术具有表1试验用水水质CODBODSS（mg·NH4-NO--NNO--NTN（mg·TP（mg·浊度5+23占地面积小、分离效果好、操作简便且易实现自动化控制等诸多（mg·L-1）（mg·L-1）L-1）Nmg·L-1（mg·L-1）（mg·L-1）L-1）L-1）NTUpH优点而成为污水处理研究的热点。129~54458~20765~25013~33约0.04约0.0521~441~338~1606.1~7.01膜生物反应器的组成与特点3实验参数的设计1.1膜生物反应器的组成3.1污泥负荷和体积负荷膜生物反应器是随着水环境质量的严重恶化和经济的高速MBR的污泥负荷一般在0.1耀0.2kgCOD/kgVSSod左右，处理发展在20世纪90年代迅速发展起来的一项既能控制污染又能生活污水时，其必要的污泥负荷可低到0.043kgCOD/kgVSSod，实现无水资源化的新型水处理技术，它是膜技术和污水生物处这时将不产生剩余污泥，这一负荷比常规活性污泥的负荷低近理技术有机结合产生的废水处理新工艺，既不同于传统生物处10倍，而资料报道MBR的体积负荷率一般介于1.2耀3.2kgCOD/理方法，又不同于单独的膜分离系统，按照生物反应器与膜单元（m3·d）和0.05耀0.66kgBOD5（/m3·d）之间。结合的方式不同，膜生物反应器分为三大类，分别为：淤膜原曝气3.2水力停留时间（HRT）生物反应器（简称MABR）；于萃取膜生物反应器（简称EMBR）；当膜面积一定时，控制膜生物反应器出水流量的是膜通量，盂膜分离生物反应器（简称BSMBR）。随着膜生物反应器的运行，膜通量的稳态过程实际上是一个动1.2膜生物反应器的特点态平衡，这就决定了水力停留时间是在一定范围内变化的。若曝膜生物反应器技术之所以发展的如此迅速，是由于和传统污气池内污泥浓度高，有较强的抗冲击负荷的能力，膜及其表面形水处理技术相比，具有以下几个方面的优点：成的凝胶层也可截留大分子有机物，这使水力停留时间对膜生（1）与传统工艺相比具有更好的出水水质。物反应器的处理效率影响不大。但过短的水力停留时间将会导（2）占地面积小，工艺设备集中，结构紧凑，易于实现自动化。致系统内溶解性有机物的积累，引起膜通量的下降。（3）反应器内的微生物浓度高，耐冲击负荷。3.3污泥停留时间（SRT）（4）由于MBR高效的氧利用效率和独特的间歇性运行方式，污泥停留时间是膜生物反应器操作系统中重要的参数。膜分大大减少了曝气设备的运行时间和用电量，节省电耗，降低运行成离延长了污泥停留时间，降低了污泥产率，提高了容积硝化及有本。机物去除能力，但是活性污泥相对菌数减少，细菌比活性降低，（5）能够高效地进行固液分离，分离效果远好于传统的沉淀SRT愈长，细菌被循环次数愈多，失活的可能性愈大。由于MBR池，出水水质良好，出水悬浮物和浊度接近于零，可直接回用，实的特点，SRT可随意控制，但从维持生物活性的角度出发，膜生物现了污水资源化。反应器宜控制定期适量排泥，以提高污泥活性，据原水质和最终当然，除了上述的优点之外膜反应器也存在膜污染、膜清洗水质的要求，SRT可取5耀50d，使之进入内源呼吸阶段，实现硝化和膜更换的问题，另外每种MBR还存在自身的一些问题，如：对和反硝化，使挥发性悬浮物（VSS）转化，减少污泥量。于膜原曝气MBR，由于膜增加了氧的传递阻力而使工艺的能耗增·68·\n2013年9月建材与装饰施工技术3.4污泥浓度（MLSS）的确定MLSS也是膜生物反应器运行的重要参数，对反应器的去除率有重要影响。由于膜的截留作用使得MBR工艺污泥浓度得以富集，同时随着污泥浓度的增加，微生物的内源呼吸加剧，又会产生溶解性微生物代谢产物积累，使上清液中的COD上升。Bouillot等通过MBR处理人工配制废水，并得出以下关系式：D（COD-COD）X=b进水出水Dp+mYs图2氨氮的去除效果图lim3的。清华大学刘锐、黄霞等用规模为10m/d一体式膜生物反应器式中：X为污泥浓度；Dh=1/HRT；Dp=1/SRT；Ylim为最大产泥对生活污水进行了中试研究，他们认为此生物膜反应器处理生系数；ms为维持系数。活污水在技术和经济上都是可行的，出水水质为：COD<30mg/L，当泥龄很长时，Dp可以忽略，此时，有机物的代谢完全用于NH3原N<1.0mg/L，无色无味透明，未检出大肠杆菌。青岛建筑工程维持微生物的能量消耗，产泥很低，甚至由于营养不足而出现生学院的安文超等人采用中空纤维膜生物反应器处理生活污水的物固体自我消解。试验表明：在较大的冲击负荷下，反应器可实现85耀95%的COD4实验结果和分析去除率，氨氮的去除率可稳定在90%以上，处理高效，不受冲击4.1有机碳的去除效果负荷影响，操作管理方便。图1为COD、TOC和BOD5的去除效果图，可见系统对TOC、膜生物反应器应用在生活污水处理中具有很多的优点，但是COD的去除呈现稳步上升的趋势，最终保持稳定，分析原因是反也存在很大的不足，其中膜组件造价昂贵和膜污染严重等缺点应器启动初期，微生物尚未充分生长，导致处理性能并不稳定，限制了其在实际中的应用。自生动态膜生物反应器（SFDMBR）是这些可以从反应器内上清液的COD、TOC去除效果得到验证。近年来发展起来的高效污水处理工艺，可以弥补以上缺点。SFDMBR是针对膜生物反应器膜成本高、投资大而发展起来的，它保留了MBR的优点，同时，它利用价格低廉的微网材料代替了微滤膜（或超滤膜），形成了一体式的MBR，并借助所形成的滤饼层和凝胶层的过滤作用，达到了对混合液进行固液分离的目的。6结束语综合可知：由于膜生物反应器具有传统生物反应器所无法相比的诸多优点，在居民区生活污水处理及其它方面污水处理得到了广泛的应用。同时，膜生物反应器技术也存在一些不足：造价高、膜污染严重等。对于这些缺点，我们要尽快解决，以推进其进一步的发展。参考文献[1]黄韬.膜生物反应器在废水处理中的应用[J].广西轻工业，2010（12）.图1COD、TOC和BOD5的去除效果图[2]李涛，魏东亚，等.MBR工艺处理模拟城市生活污水的试验研究[J].内4.2氨氮的去除效果江师范学院学报，2010（2）.图2为氨氮的去除效果图，系统对氨氮的去除效果较好，运行中期去除效果较差，主要原因为人工配制的原水时间较长，发收稿日期：2013-9-4生酸化，进水pH下降到4.5左右，抑制了硝化作用的进行。实验作者简介：洪国平（1985-），男，本科，主要从事市政给排水工程证明，进水pH在7.5左右，氨氮的去除效果非常好。设计工作。5膜生物反应器应用在生活污水处理中的发展膜生物反应器技术在污水处理领域目前正受到广泛的重视并在世界范围内开始应用，据调查统计，世界上每天约有500万m3各类水质的水经过膜工艺进行处理。日本是最早开始研究污水的国家，也是最早将MBR应用于污水回用的国家，自1983耀1987年，在日本已有13家公司采用膜生物反应器处理大楼废水，经处理后的水可回用，处理水量达50耀250m3/d。我国膜分离技术的开发是从1985年研究离子交换膜开始·69·