MBR 一、簡介 我國是世界上21個(gè)缺水的之一，人均水資源量約2200m3，僅為世界人均水平的1/4，列世界第110位，全國600 多座城市中，400多座城市缺水，其中有100多個(gè)城市嚴(yán)重缺水，而且在時(shí)空上分布極不均勻，開發(fā)利用難度很大。近年來，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和城市化進(jìn)展的加速，城市需水量快速增加，水污染進(jìn)一步加劇，導(dǎo)致我國大部分城市普遍存在著水污染嚴(yán)重和水資源短缺的問題。雖然近些年許多大中城市建設(shè)了污水處理廠，但我國的水資源仍處于“局部有改善，整體仍在惡化”的狀態(tài)中。水資源短缺和粗放低效利用的狀態(tài)并存，水資源及其安全性已成我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸。 面對如此嚴(yán)峻的形勢，要經(jīng)濟(jì)和社會(huì)持續(xù)健康發(fā)展，水資源的可持續(xù)利用，污水處理和中水回用勢在必行。 二、中水處理工藝介紹及MBR工藝的優(yōu)勢 一般來說，根據(jù)對中水原水水質(zhì)分析，為中水處理段出水水質(zhì)，其水處理工藝一般都采用生化處理與物化處理相結(jié)合，生化處理降解有機(jī)物，物化處理將水與雜質(zhì)進(jìn)行分離。 常見生化法有接觸氧化法、生物濾池法、膜生物反應(yīng)器法（MBR）等。接觸氧化法、生物濾池法耐沖擊負(fù)荷、降解有機(jī)物質(zhì)等能力差，且占地大，管理不方便。而且后續(xù)處理操作復(fù)雜，運(yùn)行成本高，不易進(jìn)行程控化管理（PLC），殺菌全靠消毒工序完成，當(dāng)投藥不均勻或是投藥系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)不符合要求的水將進(jìn)入使用系統(tǒng)，待發(fā)現(xiàn)更改時(shí)，用戶已經(jīng)受到不合格水的侵害。 膜分離生物反應(yīng)器的分類方法有很多。按照膜組件的放置方式可分為分體式（分置式）和一體式（浸沒式）膜生物反應(yīng)器；按照生物反應(yīng)器需氧可分為好氧和厭氧膜生物反應(yīng)器。分體式生物反應(yīng)器把生物反應(yīng)器與膜組件分開放置，生物反應(yīng)器的混合液經(jīng)泵增壓后進(jìn)入膜組件，在壓力作用下混合液中的液體透過膜得到系統(tǒng)出水，活性污泥則被截留，并隨濃縮液回流到生物反應(yīng)器內(nèi)。一體式系統(tǒng)則直接將膜組件置于反應(yīng)器內(nèi)，通過泵的抽吸得到過濾液，膜表面清洗所需的交錯(cuò)流由空氣攪動(dòng)產(chǎn)生，曝氣器設(shè)置在膜的正下方，混合液隨氣流向上流動(dòng)，在膜表面產(chǎn)生剪切力，以減少膜的污染。一體式膜生物反應(yīng)器可集沉淀過濾曝氣膜濾于一體，便于管理，優(yōu)于分體式膜生物反應(yīng)器，在工程上應(yīng)用較多。 膜生物反應(yīng)器利用膜分離設(shè)備將生化反應(yīng)池中的活性污泥和大分子物質(zhì)截留住，活性污泥濃度因此大大提高，水力停留時(shí)間（HRT）和污泥停留時(shí)間（SRT）可以分別控制，而難降解的物質(zhì)在反應(yīng)器中不斷反應(yīng)、有效降解有機(jī)物，出水中SS值趨于零。絕大部分的細(xì)菌、微生物、熱源、病毒隨同它的載體一道被截留在污水中，后續(xù)消毒手段可做為殺菌的雙重保險(xiǎn)，避免了傳統(tǒng)工藝可能會(huì)出現(xiàn)的水質(zhì)不合格的問題，出水水質(zhì)完全得到。它的前處理與后處理極其簡單，所以占地小，可程控化管理，每年僅需清洗2～3次。MBR反應(yīng)器污泥濃度（MLSS）可達(dá)到5000～20000mg/l以上，所以有機(jī)物在MBR池內(nèi)被自身分解氧化，基本不產(chǎn)生剩余污泥，極少需要排泥，不產(chǎn)生二次污染，僅需利用簡單的PLC技術(shù)對水位進(jìn)行自動(dòng)控制、膜污染報(bào)警及開啟相應(yīng)反洗設(shè)施即可程控化管理?！　? 因此，一體化膜-生物反應(yīng)器工藝通過膜分離技術(shù)大大強(qiáng)化了生物反應(yīng)器的功能，是較為理想的中水處理工藝。 與傳統(tǒng)的污水處理生物處理技術(shù)相比，MBR具有以下明顯優(yōu)勢： 　　1、設(shè)備緊湊，占地少。由于生物反應(yīng)器內(nèi)將污泥濃度提高了數(shù)倍，容積負(fù)荷可大大提高，而且用膜組件代替了二沉池和過濾設(shè)備，因此，與常規(guī)生物處理工藝相比，膜生物反應(yīng)器的占地面積可大為減少。 　　2、出水水質(zhì)好，可直接回用。由于膜的截留，出水中懸浮固體的濃度基本為零；對游離菌體和一些難降解的大分子顆粒狀物質(zhì)有截留作用，生物反應(yīng)器內(nèi)生物相豐富，如代謝時(shí)間較長的硝化菌得以富集，原生動(dòng)物和后生動(dòng)物也能生長；膜出水不受生物反應(yīng)器中污泥膨脹等因素的影響。因此，MBR的出水質(zhì)量高，可滿足回用水水質(zhì)的要求。出水中SS低于檢測限；有毒的微污染物(如殺蟲劑、多環(huán)芳烴等)幾乎全部吸附在污泥上，因此可與SS同時(shí)被去除。 　　3、生物處理單元中污泥濃度高、泥齡長，對有機(jī)物的去除率高。 　　4、對于氮、磷污染物有較高的去除率。 5、污泥產(chǎn)量少，對于傳統(tǒng)的活性污泥法，過長的污泥齡將會(huì)導(dǎo)致出水中懸浮固體的增加。而MBR中由于膜的截留作用長污泥齡運(yùn)行并不影響出水水質(zhì)。剩余污泥量的減少，可以降低污泥處理費(fèi)用，簡化污水處理工藝操作，特別是對于小型污水處理廠和分散的污水處理設(shè)施，其優(yōu)越性更為突出降低了對剩余污泥處置的費(fèi)用。 6、操作簡便可自控，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制運(yùn)行、無需人員操作、管理簡單等優(yōu)點(diǎn)。 三、MBR工藝 四、投資及運(yùn)行費(fèi)用 MBR投資費(fèi)用大概是2500～5000元/(m3.d-1)，運(yùn)行費(fèi)用主要由電費(fèi)、藥劑費(fèi)、人工費(fèi)、污泥處置費(fèi)四部分組成。其中藥劑費(fèi)主要是指膜組件化學(xué)清洗所消耗藥劑的費(fèi)用。由于投加量較小、加之經(jīng)簡單處理后可重復(fù)使用，只有約0.001～0.002元/噸，因此藥劑費(fèi)可以忽略不計(jì)。同時(shí)由于MBR工藝自動(dòng)化程度較高，人工費(fèi)也較少。MBR工藝中的污泥濃度高、泥齡長、污泥減量十分明顯，污泥量約為普通工藝的一半左右，污泥處置費(fèi)大概小于0.1元/噸。所以電費(fèi)的運(yùn)行成本在四個(gè)主要部分中所占比重較大，目前浸沒式MBR運(yùn)行能耗為0.6～1kw﹒h/m3。運(yùn)行費(fèi)用總共大概1～2元/噸，回收水可直接再利用，回收效益很好。 五、系統(tǒng)配置 膜生物反應(yīng)器主要由池體、膜組件、鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)、泵及管道閥門儀表等組成，污水中的有機(jī)物經(jīng)過生物反應(yīng)器內(nèi)微生物的降解作用，使水質(zhì)得到凈化，而膜的作用主要是將活性污泥與大分子有機(jī)物及細(xì)菌等截留于反應(yīng)器內(nèi)，使出水水質(zhì)達(dá)到回用水水質(zhì)要求，同時(shí)保持反應(yīng)器內(nèi)有較高的污泥濃度，加速生化反應(yīng)的進(jìn)行。 1、池體：由碳鋼及型鋼等焊接而成，其上設(shè)有進(jìn)、出水管道及排空管道，根據(jù)處理量的大小制成相應(yīng)規(guī)格的池體，為延長池體的使用壽命，池體必須經(jīng)過特定的防腐。 2、膜組件：MBR作為常規(guī)生化技術(shù)與膜分離技術(shù)有機(jī)結(jié)合的新型水處理工藝，在各類污水處理及回用領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。膜組件是本套系統(tǒng)的核心部件，出水水質(zhì)的好壞與處理成本與其有直接的關(guān)系，國內(nèi)外眾多領(lǐng)域內(nèi)的實(shí)踐表明，選擇化學(xué)穩(wěn)定性高、耐污堵性好的膜元件是MBR工藝得以長期穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。目前我公司可以根據(jù)客戶的情況選擇中空纖維式或平板式。 3、鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)：采用鼓風(fēng)機(jī) 穿孔管曝氣系統(tǒng)，簡單，管道上設(shè)有調(diào)節(jié)閥來調(diào)整膜組件的曝氣強(qiáng)度，以減輕膜污染。 4、泵：由于出水量不大，因此采用很小的管道泵來進(jìn)行抽吸，抽吸壓力與膜組件相配，出水流量可以通過流量計(jì)直接顯示。通過泵的抽吸得到過濾液，膜表面清洗所需的錯(cuò)流由空氣攪動(dòng)產(chǎn)生，曝氣器設(shè)置在膜的正下方，混合液隨氣流向上流動(dòng)，在膜表面產(chǎn)生剪切力，以減少膜的污染。 5、反洗：為了維持穩(wěn)定的膜通量，防止膜堵塞，清洗是必不可少的環(huán)節(jié)。同時(shí)為了使MBR系統(tǒng)正常運(yùn)行，清洗操作較好在線進(jìn)行。