MBR技术在小区中水回用中的应用论文.doc

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1、MBR技术在小区中水回用中的应用随着经济的发展和城市化进程的加快，城市缺水问题尤为突出。从保障居住小区供水的可靠性和改善周围环境质量上来看，在缺水地区建设小区中水系统是最为经济有效的方法。污水处理技术是污水资源化回用的前提条件，根据小区的污水特点和整体规范要求，选择简单高效、经济合理的处理方法对于实施中水回用至关重要。膜生物反应器（MBR）是目前公认的水处理高新技术，它综合了膜处理技术和生活处理技术的优点，具有流程简单、出水水质好、运行管理简单、占地少等优点，是小区污水回用的适用技术，目前该技术已在德国、美国、日本等国家广泛应用于污水处理和再利用领域。MBR的组成从整体结构上看，MBR主要由膜

2、组件、生物反应器和泵三部分组成，其中生物反应器是污染物降解的主要场所，膜组件相当于生物处理系统中的二沉池，起固液分离的作用，泵是系统出水的动力来源。根据膜组件的设置位置，可将MBR分为一体式和分置式两类。前者是将膜组件放置在生物反应器的内部，后者是把膜组件与生物反应器分开设置，显然，这种分置式的MBR因为增加了污泥回流泵和维持一定的膜面流速而存在动力消耗大、系统运行费用高的问题，与之相比，一体式MBR的膜表面错流是由曝气器产生的空气搅动产生，不需污泥回流系统，因而系统相对简单、能耗较低，这也是目前小区中水回用处理工艺中通常采用的形式。工艺特点MBR工艺与其他生物处理工艺相比，具有以下特点：（1

3、）出水水质好，稳定性高膜过渡出水使得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，膜分离对小于膜孔径有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820g/L，是传统生物处理的2.55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）操作维护简单膜分离单元工艺简单，出水和运行不受

4、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）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。经济分析MBR工艺具有出水水质好、运行稳定、节省占地面积、易于管理维护等特点，出水消毒后可直接回用，与传统的中水处理工艺（二级生物处理+混凝沉淀+过滤+消毒）相比具有明显的经济优势，其主要表现在：（1）MBR工艺容积负荷高，无二沉池，基建投资省；（2）污泥产量低，后期处理投资与处置费用低；（3）出水水质好，省去了三级处理；（4）随着膜技术的发展，膜的价格会不断下降、性能会更好；（5）占地面积小，在需要征地和空间有

5、限的情况下，更显优越；（6）因工艺简单、维护管理方便，其潜在的运行管理费用较低。在水资源日益紧张的今天，将处理后的水回用于绿化、洗车和冲厕，其应用前景广泛。MBR工艺作为一种新型、高效的水处理技术，具有处理效果好、出水水质稳定、设备简单、占地面积少和操作方便等优点，这是其他传统工艺无法比拟的。相信随着小区中水设施建设的逐步推进，MBR技术的应用将更为广泛。MBR技术介绍MBR 工艺的组成和原理 一、MBR 工艺的组成 膜 - 生物反应器主要由膜分离组件及生物反应器两部分组成。通常提到的膜 - 生物反应器实际上是三类反应器的总称： 曝气膜 - 生物反应器 (Aeration Membrane B

6、ioreactor, AMBR) ； 萃取膜 - 生物反应器（ Extractive Membrane Bioreactor, EMBR ）； 固液分离型膜 - 生物反应器（ Solid/Liquid Separation Membrane Bioreactor, SLSMBR, 简称 MBR ）。二、曝气膜 - 生物反应器 曝气膜 - 生物反应器最早见于 Cote.P 等 1988 年报道，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 ）情况下，可实现向生物反应器的无泡曝气。该工艺的特点是提高了接触时间和

7、传氧效率，有利于曝气工艺的控制，不受传统曝气中气泡大小和停留时间的因素的影响。三、萃取膜 - 生物反应器萃取膜 - 生物反应器 又称为 EMBR （ Extractive Membrane Bioreactor ）。因为高酸碱度或对生物有毒物质的存在，某些工业废水不宜采用与微生物直接接触的方法处理；当废水中含挥发性有毒物质时，若采用传统的好氧生物处理过程，污染物容易随曝气气流挥发，发生气提现象，不仅处理效果很不稳定，还会造成大气污染。为了解决这些技术难题，英国学者 Livingston 研究开发了 EMB 。其工艺流程见图 2 。废水与活性污泥被膜隔开来，废水在膜内流动，而含某种专性细菌的活性

8、污泥在膜外流动，废水与微生物不直接接触，有机污染物可以选择性透过膜被另一侧的微生物降解。由于萃取膜两侧的生物反应器单元和废水循环单元是各自独立，各单元水流相互影响不大，生物反应器中营养物质和微生物生存条件不受废水水质的影响，使水处理效果稳定。系统的运行条件如 HRT 和 SRT 可分别控制在最优的范围，维持最大的污染物降解速率。 四、固液分离型膜 - 生物反应器固液分离型膜 - 生物反应器是在水处理领域中研究得最为广泛深入的一类膜 - 生物反应器，是一种用膜分离过程取代传统活性污泥法中二次沉淀池的水处理技术。在传统的废水生物处理技术中，泥水分离是在二沉池中靠重力作用完成的，其分离效率依赖于活性

9、污泥的沉降性能，沉降性越好，泥水分离效率越高。而污泥的沉降性取决于曝气池的运行状况，改善污泥沉降性必须严格控制曝气池的操作条件，这限制了该方法的适用范围。由于二沉池固液分离的要求，曝气池的污泥不能维持较高浓度，一般在 1.53.5g/L 左右，从而限制了生化反应速率。水力停留时间（ HRT ）与污泥龄（ SRT ）相互依赖，提高容积负荷与降低污泥负荷往往形成矛盾。系统在运行过程中还产生了大量的剩余污泥，其处置费用占污水处理厂运行费用的 25% 40% 。传统活性污泥处理系统还容易出现污泥膨胀现象，出水中含有悬浮固体，出水水质恶化。针对上述问题， MBR 将分离工程中的膜分离技术与传统废水生物处

10、理技术有机结合，大大提高了固液分离效率，并且由于曝气池中活性污泥浓度的增大和污泥中特效菌 ( 特别是优势菌群 ) 的出现，提高了生化反应速率。同时，通过降低 F/M 比减少剩余污泥产生量（甚至为零），从而基本解决了传统活性污泥法存在的许多突出问题。 五、MBR工艺类型 以下讨论的均为固液分离型膜 - 生物反应器。 根据膜组件和生物反应器的组合方式，可将 膜 - 生物反应器 分为分置式、一体式以及复合式三种基本类型。分置式和一体式的 MBR 请参见图 3 。分置式膜 - 生物反应器把膜组件和生物反应器分开设置，如图 3 所示。生物反应器中的混合液经循环泵增压后打至膜组件的过滤端，在压力作用下混合

11、液中的液体透过膜，成为系统处理水；固形物、大分子物质等则被膜截留，随浓缩液回流到生物反应器内。分置式膜 - 生物反应器的特点是运行稳定可靠，易于膜的清洗、更换及增设；而且膜通量普遍较大。但一般条件下为减少污染物在膜表面的沉积，延长膜的清洗周期，需要用循环泵提供较高的膜面错流流速，水流循环量大、动力费用高 (Yamamoto, 1989) ，并且泵的高速旋转产生的剪切力会使某些微生物菌体产生失活现象 ( Brockmann and Seyfried, 1997 ) 。一体式膜 - 生物反应器是把膜组件置于生物反应器内部，如图 4 所示。进水进入膜 - 生物反应器，其中的大部分污染物被混合液中的活

12、性污泥去除，再在外压作用下由膜过滤出水。这种形式的膜 - 生物反应器由于省去了混合液循环系统，并且靠抽吸出水，能耗相对较低；占地较分置式更为紧凑，近年来在水处理领域受到了特别关注。但是一般膜通量相对较低，容易发生膜污染，膜污染后不容易清洗和更换。 复合式膜 - 生物反应器在形式上也属于一体式膜 - 生物反应器，所不同的是在生物反应器内加装填料，从而形成复合式膜 - 生物反应器，改变了反应器的某些性状，如图 5 所示： MBR 工艺的特点 与许多传统的生物水处理工艺相比， MBR 具有以下主要特点： 一、出水水质优质稳定由于膜的高效分离作用，分离效果远好于传统沉淀池，处理出水极其清澈， 悬浮物和

13、浊度接近于零，细菌和病毒被大幅去除 ，出水水质优于建设部颁发的生活杂用水水质标准（ CJ25.1-89 ），可以直接作为非饮用市政杂用水进行回用。同时，膜分离也使微生物被完全被截流在生物反应器内， 使得系统内能够维持较高的微生物浓度，不但 提高了反应装置对污染物的整体去除效率，保证了良好的出水水质，同时反应器 对进水负荷（水质及水量）的各种变化具有很好的适应性，耐冲击负荷，能够稳定获得优质的出水水质。 二、剩余污泥产量少 该工艺可以在高容积负荷、低污泥负荷下运行，剩余污泥产量低（理论上可以实现零污泥排放），降低了污泥处理费用。 三、占地面积小，不受设置场合限制 生物反应器内能维持高浓度的微生物

14、量，处理装置容积负荷高，占地面积大大节省； 该工艺流程简单、结构紧凑、占地面积省，不受设置场所限制，适合于任何场合，可做成地面式、半地下式和地下式。 四、可去除氨氮及难降解有机物 由于微生物被完全截流在生物反应器内，从而有利于增殖缓慢的微生物如硝化细菌的截留生长，系统硝化效率得以提高。同时，可增长一些难降解的有机物在系统中的水力停留时间，有利于难降解有机物降解效率的提高。 五、操作管理方便，易于实现自动控制 该工艺实现了水力停留时间（ HRT ）与污泥停留时间（ SRT ）的完全分离，运行控制更加灵活稳定，是污水处理中容易实现装备化的新技术，可实现微机自动控制，从而使操作管理更为方便。 六、易

15、于从传统工艺进行改造该工艺可以作为传统污水处理工艺的深度处理单元，在城市二级污水处理厂出水深度处理（从而实现城市污水的大量回用）等领域有着广阔的应用前景。膜 - 生物反应器也存在一些不足。主要表现在以下几个方面： 膜造价高，使膜 - 生物反应器的基建投资高于传统污水处理工艺； 膜污染容易出现，给操作管理带来不便； 能耗高：首先 MBR 泥水分离过程必须保持一定的膜驱动压力，其次是 MBR 池中 MLSS 浓度非常高，要保持足够的传氧速率，必须加大曝气强度，还有为了加大膜通量、减轻膜污染，必须增大流速，冲刷膜表面，造成 MBR 的能耗要比传统的生物处理工艺高。MBR 工艺用膜 膜可以由很多种材料

16、制备，可以是液相、固相甚至是气相的。目前使用的分离膜绝大多数是固相膜。根据孔径不同可分为：微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜；根据材料不同，可分为无机膜和有机膜，无机膜主要是微滤级别膜。膜可以是均质或非均质的，可以是荷电的或电中性的。广泛用于废水处理的膜主要是由有机高分子材料制备的固相非对称膜。 膜的分类如图所示： 一、 MBR 膜材质 1、高分子有机膜材料： 聚烯烃类、聚乙烯类、聚丙烯腈、聚砜类、芳香族聚酰胺、含氟聚合物等。 有机膜成本相对较低，造价便宜，膜的制造工艺较为成熟，膜孔径和形式也较为多样，应用广泛，但运行过程易污染、强度低、使用寿命短。 2、无机膜 ：是固态膜的一种，是由无机材料，

17、如金属、金属氧化物、陶瓷、多孔玻璃、沸石、无机高分子材料等制成的半透膜。目前在 MBR 中使用的无机膜多为陶瓷膜，优点是：它可以在 pH 014 、压力 P10MPa 、温度 10mm; 毛细管式 0.510.0mm ；中空纤维式 。名称/项目 中空纤维式 毛细管式 螺旋卷式 平板式 圆管式 价格（元 /m 3 ） 40150 150800 250800 8002500 4001500 冲填密度 高 中 中 低 低 清洗 难 易 中 易 易 压力降 高 中 中 中 低 可否高压操作 可 否 可 较难 较难 膜形式限制 有 有 无 无 无 MBR 工艺中常用的膜组件形式有：板框式、圆管式、中空纤

18、维式。板框式：是 MBR 工艺最早应用的一种膜组件形式，外形类似于普通的板框式压滤机。优点是：制造组装简单，操作方便，易于维护、清洗、更换。缺点是：密封较复杂，压力损失大，装填密度小。圆管式：是由膜和膜的支撑体构成，有内压型和外压型两种运行方式。实际中多采用内压型，即进水从管内流入，渗透液从管外流出。膜直径在 624mm 之间。圆管式膜优点是：料液可以控制湍流流动，不易堵塞，易清洗，压力损失小。缺点是：装填密度小。中空纤维式：组装形式如下图所示： 图 外径一般为 40250 m ，内径为 2542m 。优点是：耐压强度高，不易变形。在 MBR 中，常把组件直接放入反应器中，不需耐压容器，构成浸

19、没式膜 - 生物反应器。一般为外压式膜组件。优点是：装填密度高；造价相对较低；寿命较长，可以采用物化性能稳定，透水率低的尼龙中空纤维膜；膜耐压性能好，不需支撑材料。缺点是：对堵塞敏感，污染和浓差极化对膜的分离性能有很大影响。MBR 膜组件设计的一般要求： 对膜提供足够的机械支撑，流道通畅，没有流动死角和静水区； 能耗较低，尽量减少浓差极化，提高分离效率，减轻膜污染； 尽可能高的装填密度，安装，清洗、更换方便； 具有足够的机械强度、化学和热稳定性。膜组件的选用要综合考虑其成本，装填密度、应用场合、系统流程、膜污染及清洗、使用寿命等。MBR 的应用领域 进入 90 年代中后期，膜 - 生物反应器在

20、国外已进入了实际应用阶段。加拿大 Zenon 公司首先推出了超滤管式膜 - 生物反应器，并将其应用于城市污水处理。为了节约能耗，该公司又开发了浸入式中空纤维膜组件，其开发出的膜 - 生物反应器已应用于美国、德国、法国和埃及等十多个地方，规模从 380m 3 /d 至 7600m 3 /d 。日本三菱人造丝公司也是世界上浸入式中空纤维膜的知名提供商，其在 MBR 的应用方面也积累了多年的经验，在日本以及其他国家建有多项实际 MBR 工程。日本 Kubota 公司是另一个在膜 - 生物反应器实际应用中具有竞争力的公司，它所生产的板式膜具有流通量大、耐污染和工艺简单等特点。国内一些研究者及企业也在

21、MBR 实用化方面进行着尝试。现在，膜 - 生物反应器已应用于以下领域：一、 城市污水处理及建筑中水回用1967 年第一个采用 MBR 工艺的废水处理厂由美国的 Dorr-Oliver 公司建成，这个处理厂处理 14m3/d 废水。 1977 年，一套污水回用系统在日本的一幢高层建筑中得到实际应用。 1980 年，日本建成了两座处理能力分别为10m3/d 和 50m3/d 的 MBR 处理厂。 90 年代中期，日本就有 39 座这样的厂在运行，最大处理能力可达 500m3/d ，并且有 100 多处的高楼采用 MBR 将污水处理后回用于中水道。 1997 年，英国 Wessex 公司在英国 P

22、orlock 建立了当时世界上最大的 MBR 系统，日处理量达 2 ， 0003， 1999 年又在 Dorset 的 Swanage 建成了 13 ， 000m3/d 的 MBR 工厂 14 。1998 年 5 月，清华大学进行的一体式膜 - 生物反应器中试系统通过了国家鉴定。 2000 年初，清华大学在北京市海淀乡医院建起了一套实用的 MBR 系统，用以处理医院废水，该工程于 2000 年 6 月建成并投入使用，目前运转正常。 2000 年 9 月，天津大学杨造燕教授及其领导的科研小组在天津新技术产业园区普辰大厦建成了一个 MBR 示范工程，该系统日处理污水 25 吨，处理后的污水全部用于

23、卫生间的冲洗及绿地浇洒，占地面积为 10 平方米，处理每吨污水的能耗为 0.7kW h 。二、. 工业废水处理90 年代以来， MBR 的处理对象不断拓宽，除中水回用、粪便污水处理以外， MBR 在工业废水处理中的应用也得到了广泛关注，如处理食品工业废水、水产加工废水、养殖废水、化妆品生产废水、染料废水、石油化工废水，均获得了良好的处理效果。 90 年代初，美国在 Ohio 建造了一套用于处理某汽车制造厂的工业废水的 MBR 系统，处理规模为 151m3/d ，该系统的有机负荷达 6.3kgCOD/m3d ， COD 去除率为 94% ，绝大部分的油与油脂被降解。在荷兰，一脂肪提取加工厂采用传

24、统的氧化沟污水处理技术处理其生产废水，由于生产规模的扩大，结果导致污泥膨胀，污泥难以分离，最后采用 Zenon 的膜组件代替沉淀池，运行效果良好。三、微污染饮用水净化 随着氮肥与杀虫剂在农业中的广泛应用，饮用水也不同程度受到污染。 LyonnaisedesEaux 公司在 90 年代中期开发出同时具有生物脱氮、吸附杀虫剂、去除浊度功能的 MBR 工艺， 1995 年该公司在法国的 Douchy 建成了日产饮用水 400m3的工厂。出水中氮浓度低于 0.1mgNO2/L ，杀虫剂浓度低于 0.02 g/L 。 四、粪便污水处理粪便污水中有机物含量很高，传统的反硝化处理方法要求有很高污泥浓度，固液

25、分离不稳定，影响了三级处理效果。 MBR 的出现很好地解决了这一问题，并且使粪便污水不经稀释而直接处理成为可能。日本已开发出被称之为 NS 系统的屎尿处理技术，最核心部分是平板膜装置与好氧高浓度活性污泥生物反应器组合的系统。 NS 系统于 1985 年在日本琦玉县越谷市建成，生产规模为 10kL/d ， 1989 年又先后在长崎县、熊本县建成新的屎尿处理设施。 NS 系统中的平板膜每组约 0.4m2共几十组并列安装，做成能自动打开的框架装置，并能自动冲洗。膜材料为截流分子量 20000 的聚砜超滤膜。反应器内污泥浓度保持在 1500018000mg/L 范围内。到 1994 年，日本已有 12

26、00 多套 MBR 系统用于处理 4000 多万人的粪便污水。五、土地填埋场 / 堆肥渗滤液处理土地填埋场 / 堆肥渗滤液含有高浓度的污染物，其水质和水量随气候条件与操作运行条件的变化而变化。 MBR 技术在 1994 年前就被多家污水处理厂用于该种污水的处理。通过 MBR 与 RO 技术的结合，不仅能去除 SS 、有机物和氮，而且能有效去除盐类与重金属。最近美国 Envirogen 公司开发出一种 MBR 用于土地填埋场渗滤液的处理，并在新泽西建成一个日处理能力为 40 万加仑 ( 约 1500m3/d) 的装置，在 2000 年底投入运行。该种 MBR 使用一种自然存在的混合菌来分解渗滤液

27、中的烃和氯代化合物，其处理污染物的浓度为常规废水处理装置的 50 100 倍。能达到这一处理效果的原因是， MBR 能够保留高效细菌并使细菌浓度达到 50 ， 000g/L 。在现场中试中，进液 COD 为几百至 40 ， 000mg/L ，污染物的去除率达 90% 以上。国内外 MBR 主要应用领域及相应百分比率：污水类型 所占百分比率（） 污水类型 所占百分比率（） 工业污水 27 城市污水 12 建筑污水 24 垃圾 9 家庭污水 27 MBR 发展前瞻 一、MBR 应用的重点领域和方向 现有城市污水处理厂的更新升级，特别是出水水质难以达标或处理流量剧增而占地面积无法扩大的水厂。 无排水

28、管网系统的小区，如居民点、旅游度假区、风景区等。 有污水回用需求的地区或场所，如宾馆、洗车业、客机、流动厕所等充分发挥 MBR 占地面积小、设备紧凑、自动控制、灵活方便的特点。 高浓度、有毒、难降解工业废水处理。如造纸、制糖、酒精、皮革、合成脂肪酸等行业，是一种普遍的点源污染。 MBR 可以对这些常规处理工艺无法达标的废水进行有效的处理，并实现回用。 垃圾填埋厂渗滤液的处理及回用。 小规模污水厂（站）的应用。膜技术的特点十分适合处理小规模污水。 二、MBR 未来的研究重点如下 膜污染的机理及防治。 MBR 工艺流程形式及运行条件的优化。 MBR 污泥产率与运行条件的关系，以合理减少污泥产量，降

29、低污泥处理费用。 MBR 生物反应器内微生物的代谢特性及其对出水水质、污泥活性等的影响，从而确定适宜的微生物生长及代谢条件。 MBR 工艺经济性研究。在目前国内经济发展水平、膜产品供应状况和规范设计要求的条件下， MBR 用于污水处理的最大经济流量的确定。 以节能、处理特殊水质对象、兼具脱氮除磷、操作维护简便、可以长期稳定运行等为目标，开发新型的膜 生物反应器 成熟、系统 MBR 的工艺设计方法MBR与城市污水资源化 张保成 郭有智 摘要：近几年来，我国城市水污染状况日益严重，水短缺日益加剧。1998年我国废水排放量为600多亿吨，其中工业废水330多亿吨，生活污水270多亿吨。城市水污染已成

30、为影响人民生活和制约城市经济发展的重要因素。然而城市污水也是一个重要的资源。膜生物反应器（MBR）是实现城市污水资源化的有效手段。本文简单介绍了MBR在城市污水资源化中的应用。同时就用于MBR的膜材料，膜组件及MBR的形式进行了简单的介绍。 关键词：MBR,膜,污水处理 待添加的隐藏文字内容3一、北京城市污水现状 近几年来，我国水体水质总体上呈恶化趋势。1980年全国污水排放量为310多亿吨，而1997年为584亿吨。1998年我国废水排放量为600多亿吨，其中工业废水330多亿吨，生活污水270多亿吨。 对于北京来说水问题是一个很严重的问题，北京不仅是一个严重缺水的城市，同时水污染和水资源的

31、浪费十分严重。水环境治理是未来7年内北京环境治理的重要工作之一。近年来，北京市污水处理发展迅速，目前北京有高碑店、北小河、方庄和酒仙桥4个水处理厂，日处理能力为108万吨，服务人口为240万人。到2008年北京将建十余个国际级污水处理厂，污水处理量为280多万吨，处理率将达到90%，污水回用率将达到50%，进入大小河流的污染物减少80%。 目前，北京的污水处理厂产生的大量达到排放标准的清洁水还没有很好地加以利用。随着十余座污水处理厂的相继建成，每天将会有280多万吨的清洁水排出，这些清洁水若用膜技术及其相关技术进行深度处理后，既可作为工业冷却水，绿化用水和城市杂用水，可以极大地缓解城市用水的紧

32、张状况，同时还能使城市水资源得以充分利用。如果使用膜生物反应器对这10多亿吨的污水进行处理，即使处理水回用率为60%，每年可以节约用水6亿多吨。若以目前北京市平均水价2元/吨计，仅水资源一项每年可创造产值12亿元。 二、MBR在城市污水处理中的应用 目前生活污水的处理方法通常是生物瀑气池法，也就是将生活污水进行充氧使得生活污水中的有机物在微生物的作用下发生氧化分解从而降低生活污水中的BOD,COD的含量。由于微生物的生长周期较长，在正常情况下其浓度较低，同时降解产生的产物也不断稀释着微生物的浓度，因而污水处理的速度因此比较慢。由于处理过的水要不断排放，在排放处理水的同时微生物也被随之排放，进而

33、需要不断补充微生物，这就使得生活污水处理所需要的空间大，费用也高。 近年来，随着膜生产技术的提高和生产成本的降低，膜技术在污水处理领域中的应用，特别是与生物反应器相组合的膜生物反应器作为一种新型高效污水处理技术在国际上受到了广泛关注。以超滤或微滤与传统的活性污泥生化处理技术相结合而成的膜生物反应器(MBR)，以膜分离过程取代重力沉降过程，不论固体颗粒的沉降性能如何，均可完成固液分离过程，并且可以避免因生物体流失而造成的系统失效。对生活废水的处理，传统的活性污泥法采用重力沉降，由于颗粒的不固定容易使活性细菌与生物体流失。超滤膜分离与活性污泥法相结合的膜生物反应器处理有机含碳物，能使有机物深度氧化

34、，并且排出物不含固体颗粒，能完全保留生物体，在低温时亦能维持高处理能力。该复合过程还可通过维持低F/M比例减少污泥浪费。反应器能够维持高含固浓度而使处理工厂规模缩小。还可采用同时硝化与反硝化作用成功地除氮，污泥保留时间相当长，从而完全保留体系中缓国慢生长的硝化细菌。国外对膜生物反应器的研究和应用均较早，尤其是80年代末以来，膜生物反应器不断被应用于实际污水处理。使用膜生物反应器进行生活污水处理是将水及生物降解的物质分离出去，而将微生物留在污水处理池中。和其它水处理方法相比，使用膜生物反应器进行污水处理不仅可以大大节约水资源，还可以大大节约能源，节省设备和运行费用，减少设备占地，避免二次污染，有

35、着很大的环境效益，社会效益和经济效益。 对于生活污水，使用膜生物反应器进行处理是一种特别有效的方法，它可以将水及生物降解的物质分离出去，而将微生物留在污水处理池中。这样可以保持微生物的含量处于一个最佳的浓度，反应速度最快。即使污水中BOD,COD的含量高达10000mg/L, 也可以达到很好的处理效果。当污水中BOD,COD的含量为1000 mg/L以上时，出水BOD,COD的含量仅为10 mg/L左右，可以达到回用水的标准。使用膜生物反应器进行生活污水处理可以大大减少所需要的空间，也可以减少处理费用，同时可以避免因为处理水的排放而产生的二次污染。 三、用于MBR的膜材料、组件及MBR的形式

36、目前应用于MBR的膜材料大多为亲水性高分子材料。应用较为成熟的有PAN,PVDF,PVC等。国外也有一些公司将无机膜应用于膜生物反应器。现在有很多科研单位在致力于改性聚烯烃膜用于MBR的研究，但是掌握这项技术的单位很少。 用于MBR的膜可以是微滤膜，也可以是超滤膜。膜组件的形式有中空纤维膜、粗管式中空膜、管式膜以及旋转平膜等。对于不同的膜组件形式，被使用和研究较多的为中空纤维膜。但是目前许多研究表明，粗管式中空膜用于MBR也十分有效，尤为对于处理固体含量较高的污水。国外也有一些公司在MBR中使用平板膜。 MBR通常分为一体式和分体式。一体式MBR为许多人看好，其主要原因是设备简单，能耗小。但是

37、一体式MBR的膜污染问题一直难以解决，靠瀑气池中空气对膜的震动来解决膜污染似乎有点理想化。在MBR的实际应用过程中，许多人发现分体式MBR操作简单，维修方便，产水量高，在某些情况下更为有效。 四、MBR在城市污水处理中的应用及前景 据报道,在奥运会期间将采用节水式生态厕所，使用膜生物反应器技术可以成功地将厕所废水处理达到回用标准。目前国内不少单位正致力于这方面的工作。北京兰星迪克科技有限公司制造了用于厕所废水处理回用的系统，并已经成功地应用，同时被一些研究单位用于其它废水处理的研究。该公司独特的粗管式中空膜经一些研究单位实验，它使用于MBR具有一定的独特性。其专利产品MBR膜组件对于控制膜污染

38、也被证明十分有效。无疑，膜生物反应器将在北京的水环境治理工程中发挥重要作用，为2008年北京奥运会的成功举办作出贡献。北京兰星迪克科技有限公司制造的膜生物反应器模型在第三届膜及水处理技术暨设备国际展览会展出后，引起了国内外参观者的普遍关注，该设备可望在近期内进一步推广。由于膜生物反应器进行生活污水处理所需要的空间很小，设备简单，很容易推广到小区，医院，学校，宾馆，公共场所等。 膜生物反应器工程实例：MBR应用于北京市朝阳区红领巾公园公侧改造 MBR：独立供气柱式膜生物反应器 膜：圆柱式中空纤维超滤膜组件 膜面积：40m2 水处理量：510T/D MBR水处理流程： 效益分析： 改造前：每天抽粪渣一次两车，费用300元，水消耗510T。 MBR：180天粪渣一次，冲便池水封闭循环。 节约费用：（300+5）* 365 = 111325元/年。