市政廢水達標排放處理設備MBR膜生物反應器

一、簡介
在污水處理水資源再利用領域，MBR又稱膜生物反應器（Membrane Bio-Reactor），是一種由膜分離單元與生物處理單元相結合的新型水處理技術。按照膜的結構可分為平板膜、管狀膜和中空纖維膜等，按膜孔徑可劃分為超濾膜、微濾膜、納濾膜、反滲透膜等。
二、工藝組成
膜--生物反應器主要由膜分離組件及生物反應器兩部分組成。通常提到的膜--生物反應器實際上是三類反應器的總稱：
① 曝氣膜--生物反應器(Aeration Membrane Bioreactor, AMBR) ；
② 萃取膜--生物反應器（ExtractiveMembrane Bioreactor, EMBR）；
③ 固液分離型膜--生物反應器（Solid/Liquid SeparationMembrane Bioreactor, SLSMBR, 簡稱 MBR）。
曝氣膜
曝氣膜--生物反應器（AMBR）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（ Bubble Point）情況下，可實現向生物反應器的無泡曝氣。該工藝的特點是提高了接觸時間和傳氧效率，有利于曝氣工藝的控制，不受傳統曝氣中氣泡大小和停留時間的因素的影響。
萃取膜
萃取膜--生物反應器，又稱為EMBR（Extractive Membrane Bioreactor）。因為高酸堿度或對生物有毒物質的存在，某些工業廢水不宜采用與微生物直接接觸的方法處理；當廢水中含揮發性有毒物質時，若采用傳統的好氧生物處理過程，污染物容易隨曝氣氣流揮發，發生氣提現象，不僅處理效果很不穩定，還會造成大氣污染。

市政廢水達標排放處理設備MBR膜生物反應器

為了解決這些技術難題，英國學者Livingston研究開發了EMBR。廢水與活性污泥被膜隔開來，廢水在膜內流動，而含某種專性細菌的活性污泥在膜外流動，廢水與微生物不直接接觸，有機污染物可以通過選擇性透過膜被另一側的微生物降解。由于萃取膜兩側的生物反應器單元和廢水循環單元是各自獨立，各單元水流相互影響不大，生物反應器中營養物質和微生物生存條件不受廢水水質的影響，使水處理效果穩定。系統的運行條件如HRT和SRT可分別控制在*的范圍，維持大的污染物降解速率。

固液分離型膜
固液分離型膜--生物反應器是在水處理領域中研究得為廣泛深入的一類膜--生物反應器，是一種用膜分離過程取代傳統活性污泥法中二次沉淀池的水處理技術。
在傳統的廢水生物處理技術中，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行狀況，改善污泥沉降性必須嚴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速率。水力停留時間（HRT）與污泥齡（SRT）相互依賴，提高容積負荷與降低污泥負荷往往形成矛盾。系統在運行過程中還產生了大量的剩余污泥，其處置費用占污水處理廠運行費用的25% ～40% 。傳統活性污泥處理系統還容易出現污泥膨脹現象，出水中含有懸浮固體，出水水質惡化。
針對上述問題，MBR將分離工程中的膜分離技術與傳統廢水生物處理技術有機結合，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*菌（特別是優勢菌群）的出現，提高了生化反應速率；同時，通過降低F/M比減少剩余污泥產生量（甚至為0），從而基本解決了傳統活性污泥法存在的許多突出問題。

三、工藝類型
根據膜組件和生物反應器的組合方式，可將膜--生物反應器分為分置式、一體式以及復合式三種基本類型。（以下討論的均為固液分離型膜--生物反應器） 
分置式
把膜組件和生物反應器分開設置。生物反應器中的混合液經循環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，成為系統處理水；固形物、大分子物質等則被膜截留，隨濃縮液回流到生物反應器內。
分置式膜--生物反應器的特點是運行穩定可靠，易于膜的清洗、更換及增設；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，需要用循環泵提供較高的膜面錯流流速，水流循環量大、動力費用高（Yamamoto,1989），并且泵的高速旋轉產生的剪切力會使某些微生物菌體產生失活現象（Brockmann and Seyfried,1997）。
一體式
把膜組件置于生物反應器內部。進水進入膜--生物反應器，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--生物反應器由于省去了混合液循環系統，并且靠抽吸出水，能耗相對較低；占地較分置式更為緊湊，在水處理領域受到了特別關注。但是一般膜通量相對較低，容易發生膜污染，膜污染后不容易清洗和更換。
復合式
形式上也屬于一體式膜--生物反應器，所不同的是在生物反應器內加裝填料，從而形成復合式膜--生物反應器，改變了反應器的某些性狀。

一體式MBR膜生物反應器安裝及技術要求
  （1）以安裝平面布置圖大小尺寸為準，做好混凝土基礎，基礎要求平均承壓5t/m2，地基承載力特征值Fak應大于等于100KPa，基礎上應設置預埋掛鉤，鋼構件應采用熱鍍鋅防腐，焊接位置應做熱噴鋅防腐，鍍鋅厚度應不小于90um且不大于120um，基礎必須水平。在混凝土基礎澆注保養期結束后才能進行安裝。安裝前根據圖紙和設備情況，檢查基礎平整性的同時，用墨線彈出設備基準線。
  （2）一體式MBR膜生物反應器管道安裝連接應該在設備就位時考慮好，罐體就位時必須按設備自重，配合吊車噸位大小，安裝位置按總布置圖就位，罐體的位置，進水與出水方向不能放錯，互相間距必須正確。
  （3）罐體安裝就位后，用扁鐵扎帶與基礎底板上面的預埋掛鉤連接固定，扎帶與設備接觸位置應用橡膠條襯墊，保證不使設備流動上浮。當地下水位比較高的時候，必須在設備中注入污水（無污水時，用其他水源或自來水代替），充滿度必須達到70%以上，以防設備上浮。
  （4）罐體就為固定完畢，安裝人孔引上體，引上體與罐體連接處要密封完好，保證不滲水，檢查沒有問題之后，即可用土填入設備四周與間隙并夯實。*次填土先回填至罐體頂部，四周分層均勻回填，采用細沙回填，且回填土中不得含有雜質，回填壓實系數為0.90。