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[摘 要]膜生物反应器（MBR）作为当前一项热门的水处理技术，在污水资源化领域已经显示出他的重要作用。随着我国对污水回用的大力提倡，采用先进、经济、安全、可靠的污水处理新技术，来实现污水的资源化与回用化的需求越来越迫切。膜技术正是顺应了这种新的需求和发展的技术之一。
[关键词]膜生物反应器；污水资源化；推广应用
中图分类号：X703.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）26-0239-01
一、前言
随着全球经济的快速发展和人口的增长，水资源短缺已成为人类共同面临的一大问题。开展新型高效污水处理与回用技术的研究对于推进污水资源化的进程具有十分重要的意义。膜生物反应器是近年新开发的污水处理与回用技术。该技术由于具有诸多传统污水处理工艺所无法比拟的优点，在世界范围受到普遍关注。
二、膜生物反应器的技术原理与特点
在膜生物反应器中，由于用膜组件代替传统活性污泥工艺中的二沉池，可以进行高效的固液分离，克服了传统活性污泥工艺中出水水质不够稳定、污泥容易膨胀等不足，具有下列优点：
1.能高效地进行固液分离，出水水质良好且稳定，可以直接回用：
2.由于膜的高效截留作用，可使微生物完全截留在生物反应器内，实现反应器水力停留时间和污泥龄的完全分离，使运行控制更加灵活稳定：
3.有利于增殖缓慢的微生物如硝化细菌的截留和生长，系统硝化效率得以提高。也可增长一些难降解有机物在系统中的水力停留时间，有效地将分解难降解有机物的微生物滞留在反应器内，有利于难降解有机物降解效率的提高；
4.膜生物反应器一般都在高容积负荷、低污泥负荷下运行，剩余污泥产量低，降低了污泥处理费用；但膜生物反应器也存在一些不足：
（一）在运行过程中，膜易受到污染，产水量降低，给操作管理也带来不便。这是目前广大研究者致力改进的问题：
（二）膜的制造成本较高。但随着膜制造技术的不断进步，其成本可望降低。
三、MBR的发展现状
自20世纪60年代，世界上第一套MBR装置诞生以来，欧美、日本等发达国家竞相开展了MBR在水处理领域的开发与研究。经过几十年的研究与探索，MBR技术得到了深入发展。目前，MBR已被广泛应用于生活污水、工业废水、垃圾渗滤液、市政污水处理等众多领域。当前MBR技术在污水处理及回用方面已发挥了巨大的潜能。因此，全球MBR膜市场也得到加速增长，而且这种发展趋势会持续十年以上。据业内统计，全球MBR的市场规模在过去5年里增长了1倍，2005年市场销售额达到2.17亿美元。预期到2010年，市场规模将达到3.6亿美元。MBR市场发展速度快于污水深度处理设备，也快于其它形式的膜法水处理系统。目前的MBR市场主要集中在欧洲、美国、日本、中国等国家。我国从20世纪90年代开始对膜生物反应器进行研究，后又将膜生物反应器研究列入“九五”国家科技攻关课题和国家高技术发展计划项目。通过十几年的精心研究与试验，取得了重大的成果。如今，MBR技术在我国逐渐得到广泛的应用，而且也已有数座日处理量大于万吨的MBR系统正式投入运行。实践证明，MBR技术能成功地应用于城市生活污水和工业废水的处理，尤其是对一些高浓度有机废水（如食品废水、啤酒废水等）和难降解工业废水（如印染废水、石化废水等）的处理，MBR确实有着特殊的功效。因此，从长远的观点来看，由于MBR工艺的这些明显优点，它在污水处理中的应用必将越来越广。
四、研究与应用探讨
外国某个公司成功地开发了低污染反渗透膜和中空纤维超滤膜来进行污水再生处理，同时开发了浸没式平板膜生物反应器有效地进行污水的深度处理。应用自行开发的多种水处理膜产品，组合成两种有效的污水深度处理和再生技术。
1.将浸没式乎板膜生物反应器和低污染反渗透膜相结合建立的污水再生回用系统如图所示.首先是利用生物反应和新型的平板微滤膜分离技术，去除水中微小有机颗粒，并利用反渗透膜来进一步去除溶解的有机物和离子，达到污水再生回用标准。
2.MBR膜组件的特性
在膜生物反应器系统的工艺设计过程中，平板膜的设汁和制造是最重要的一步，因此要挑选合适的膜材料，并设计平板膜的微观结构为了具有较高的物理强度和良好的抗化学物质侵蚀的能力，选聚偏二氟乙烯膜材质通过膜的孔径大小分布特性测试，膜表面上孔的直径小而均匀，这使得膜不仅可生产高质量的再生水，而且可以防止细孔的污堵。膜表面孔径约为0.1m。纯水通量是1.44m/d。另外，用聚苯乙烯乳胶测试微滤膜排斥性能，结果对于0.088m的微滤粒子排斥率大于90%这表明几乎所有的微粒物质都不能通过膜渗透出来.因此，这个公司的平板膜不但孔径小，而且孔径分布集中，具有小孔和高水通量的特点
3.MBR和低污染反渗透膜的处理工艺
平板膜生物反应器（MBR）处理工艺的性能测试是在一家城市污水厂进行的.MBR系统在实际运行期间，反应器中的污泥浓度为10000mg/L左右，废水中COD浓度为236～812mg/L，MBR处理出水的COD度为24～40mg/L，COD去除率达到90%以上.MBR系统对COD具有较好的处理效果.另外，反渗透出水的水质也非常稳定，COD去除率稳定在92%以上.由此可见，反渗透对于水体中的有机物具有良好的去除作用.反渗透膜的高效截留作用，去除了水体中绝大多数的有机物质，确保了再生水质的稳定.膜生物反应器（MBR）由于用膜分离来取代常规污水处理厂的沉淀池，避免因沉淀池的沉降分离效果不好而造成出水浊度上升的现象发生，并且微滤膜可去除大肠杆菌，隐孢子虫等，使山水的消毒过程相当简单这样，出水不需要经过特别操作就可作为中水再利用。
五、膜生物反应器对污染物的处理效果 有机污染物处理效果，许多研究者都证实膜.生物反应器能够有效地去除有机污染物并获得良好的出水水质。早在上世纪80年代外国的某个公司采用好氧膜.生物反应器处理大楼生活污水，在进水BOD，为330～710mg/L时，出水仅为l～5mg/L，BOD去除率可达99%以上。膜出水可以作为楼房中水道用水、草地喷水和汽车冲洗水等使用，达到了污水再生利用的目的。采用分置式好氧膜一生物反应器对城市污水的处理进行了试验研究。在该系统中，采用管状陶瓷膜，切割分子量为3000000。系统表现出稳定的有机物去除率，即使进水COD在100～800mg/L，出水COD均小于20mg/L。其它水质监测指标及与建设部杂用水水质标准的比较见表
MBR处理城市污水出水与建设部杂用水标准（CJ25.1.89）的比较
在膜生物反应器中污染物去除率很高的原因在于：
1.膜的分离作用维持了高浓度的生物量，促进了生物降解作用；
2.膜分离本身对悬浮物COD和大分子溶解性有机物也有进一步的截留效果。对于COD的去除，由膜截留作用的贡献率在10%～20%左右。膜一生物反应器良好及稳定的出水水质还有赖于膜表面形成的凝胶层的分离截留作用。很多研究者发现膜.生物反应器在运行一小段时间后，一些大分子的微生物产物便会附着于膜的表面形成一层动态过滤膜，也称为凝胶层。这层凝胶层也能起到过滤膜的作用，且由于其截留作用大于膜本身，从而有助于提高出水水质。有关操作条件对膜.生物反应器处理效果的影响也有许多报道。研究表明，对污染物的去除没有明显影响。
六、结束语
膜生物反应器在污水处理中的应用范围和规模不断增加，采用这种新型的污水处理膜法再生系统，MBR出水可直接用来绿化或农田灌溉，并通过低污染反渗透膜进一步处理后制造再生水回用.面对水资源不足且污染严重的情况，这种社会急需的利用膜法进行污水深度处理或再生技术已经受到人们的广泛重视，所以我们要大力发展这种技术。
参考文献
[1] 魏源送.工业水处理 黑龙江科技报—2013年1期第13页.
[2] 陈洪斌.污水处理技术同济大学学报—2013年2期第18页.
[3] 黄霞.水处理技术城市建设理论研究—2012年10期第16页.
[4] 何江涛膜生物反应器在污水资源化的作用地学前缘—2014年1期第15页.
[关键词]膜生物反应器；污水资源化；推广应用
中图分类号：X703.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）26-0239-01
一、前言
随着全球经济的快速发展和人口的增长，水资源短缺已成为人类共同面临的一大问题。开展新型高效污水处理与回用技术的研究对于推进污水资源化的进程具有十分重要的意义。膜生物反应器是近年新开发的污水处理与回用技术。该技术由于具有诸多传统污水处理工艺所无法比拟的优点，在世界范围受到普遍关注。
二、膜生物反应器的技术原理与特点
在膜生物反应器中，由于用膜组件代替传统活性污泥工艺中的二沉池，可以进行高效的固液分离，克服了传统活性污泥工艺中出水水质不够稳定、污泥容易膨胀等不足，具有下列优点：
1.能高效地进行固液分离，出水水质良好且稳定，可以直接回用：
2.由于膜的高效截留作用，可使微生物完全截留在生物反应器内，实现反应器水力停留时间和污泥龄的完全分离，使运行控制更加灵活稳定：
3.有利于增殖缓慢的微生物如硝化细菌的截留和生长，系统硝化效率得以提高。也可增长一些难降解有机物在系统中的水力停留时间，有效地将分解难降解有机物的微生物滞留在反应器内，有利于难降解有机物降解效率的提高；
4.膜生物反应器一般都在高容积负荷、低污泥负荷下运行，剩余污泥产量低，降低了污泥处理费用；但膜生物反应器也存在一些不足：
（一）在运行过程中，膜易受到污染，产水量降低，给操作管理也带来不便。这是目前广大研究者致力改进的问题：
（二）膜的制造成本较高。但随着膜制造技术的不断进步，其成本可望降低。
三、MBR的发展现状
自20世纪60年代，世界上第一套MBR装置诞生以来，欧美、日本等发达国家竞相开展了MBR在水处理领域的开发与研究。经过几十年的研究与探索，MBR技术得到了深入发展。目前，MBR已被广泛应用于生活污水、工业废水、垃圾渗滤液、市政污水处理等众多领域。当前MBR技术在污水处理及回用方面已发挥了巨大的潜能。因此，全球MBR膜市场也得到加速增长，而且这种发展趋势会持续十年以上。据业内统计，全球MBR的市场规模在过去5年里增长了1倍，2005年市场销售额达到2.17亿美元。预期到2010年，市场规模将达到3.6亿美元。MBR市场发展速度快于污水深度处理设备，也快于其它形式的膜法水处理系统。目前的MBR市场主要集中在欧洲、美国、日本、中国等国家。我国从20世纪90年代开始对膜生物反应器进行研究，后又将膜生物反应器研究列入“九五”国家科技攻关课题和国家高技术发展计划项目。通过十几年的精心研究与试验，取得了重大的成果。如今，MBR技术在我国逐渐得到广泛的应用，而且也已有数座日处理量大于万吨的MBR系统正式投入运行。实践证明，MBR技术能成功地应用于城市生活污水和工业废水的处理，尤其是对一些高浓度有机废水（如食品废水、啤酒废水等）和难降解工业废水（如印染废水、石化废水等）的处理，MBR确实有着特殊的功效。因此，从长远的观点来看，由于MBR工艺的这些明显优点，它在污水处理中的应用必将越来越广。
四、研究与应用探讨
外国某个公司成功地开发了低污染反渗透膜和中空纤维超滤膜来进行污水再生处理，同时开发了浸没式平板膜生物反应器有效地进行污水的深度处理。应用自行开发的多种水处理膜产品，组合成两种有效的污水深度处理和再生技术。
1.将浸没式乎板膜生物反应器和低污染反渗透膜相结合建立的污水再生回用系统如图所示.首先是利用生物反应和新型的平板微滤膜分离技术，去除水中微小有机颗粒，并利用反渗透膜来进一步去除溶解的有机物和离子，达到污水再生回用标准。
2.MBR膜组件的特性
在膜生物反应器系统的工艺设计过程中，平板膜的设汁和制造是最重要的一步，因此要挑选合适的膜材料，并设计平板膜的微观结构为了具有较高的物理强度和良好的抗化学物质侵蚀的能力，选聚偏二氟乙烯膜材质通过膜的孔径大小分布特性测试，膜表面上孔的直径小而均匀，这使得膜不仅可生产高质量的再生水，而且可以防止细孔的污堵。膜表面孔径约为0.1m。纯水通量是1.44m/d。另外，用聚苯乙烯乳胶测试微滤膜排斥性能，结果对于0.088m的微滤粒子排斥率大于90%这表明几乎所有的微粒物质都不能通过膜渗透出来.因此，这个公司的平板膜不但孔径小，而且孔径分布集中，具有小孔和高水通量的特点
3.MBR和低污染反渗透膜的处理工艺
平板膜生物反应器（MBR）处理工艺的性能测试是在一家城市污水厂进行的.MBR系统在实际运行期间，反应器中的污泥浓度为10000mg/L左右，废水中COD浓度为236～812mg/L，MBR处理出水的COD度为24～40mg/L，COD去除率达到90%以上.MBR系统对COD具有较好的处理效果.另外，反渗透出水的水质也非常稳定，COD去除率稳定在92%以上.由此可见，反渗透对于水体中的有机物具有良好的去除作用.反渗透膜的高效截留作用，去除了水体中绝大多数的有机物质，确保了再生水质的稳定.膜生物反应器（MBR）由于用膜分离来取代常规污水处理厂的沉淀池，避免因沉淀池的沉降分离效果不好而造成出水浊度上升的现象发生，并且微滤膜可去除大肠杆菌，隐孢子虫等，使山水的消毒过程相当简单这样，出水不需要经过特别操作就可作为中水再利用。
五、膜生物反应器对污染物的处理效果 有机污染物处理效果，许多研究者都证实膜.生物反应器能够有效地去除有机污染物并获得良好的出水水质。早在上世纪80年代外国的某个公司采用好氧膜.生物反应器处理大楼生活污水，在进水BOD，为330～710mg/L时，出水仅为l～5mg/L，BOD去除率可达99%以上。膜出水可以作为楼房中水道用水、草地喷水和汽车冲洗水等使用，达到了污水再生利用的目的。采用分置式好氧膜一生物反应器对城市污水的处理进行了试验研究。在该系统中，采用管状陶瓷膜，切割分子量为3000000。系统表现出稳定的有机物去除率，即使进水COD在100～800mg/L，出水COD均小于20mg/L。其它水质监测指标及与建设部杂用水水质标准的比较见表
MBR处理城市污水出水与建设部杂用水标准（CJ25.1.89）的比较
在膜生物反应器中污染物去除率很高的原因在于：
1.膜的分离作用维持了高浓度的生物量，促进了生物降解作用；
2.膜分离本身对悬浮物COD和大分子溶解性有机物也有进一步的截留效果。对于COD的去除，由膜截留作用的贡献率在10%～20%左右。膜一生物反应器良好及稳定的出水水质还有赖于膜表面形成的凝胶层的分离截留作用。很多研究者发现膜.生物反应器在运行一小段时间后，一些大分子的微生物产物便会附着于膜的表面形成一层动态过滤膜，也称为凝胶层。这层凝胶层也能起到过滤膜的作用，且由于其截留作用大于膜本身，从而有助于提高出水水质。有关操作条件对膜.生物反应器处理效果的影响也有许多报道。研究表明，对污染物的去除没有明显影响。
六、结束语
膜生物反应器在污水处理中的应用范围和规模不断增加，采用这种新型的污水处理膜法再生系统，MBR出水可直接用来绿化或农田灌溉，并通过低污染反渗透膜进一步处理后制造再生水回用.面对水资源不足且污染严重的情况，这种社会急需的利用膜法进行污水深度处理或再生技术已经受到人们的广泛重视，所以我们要大力发展这种技术。
参考文献
[1] 魏源送.工业水处理 黑龙江科技报—2013年1期第13页.
[2] 陈洪斌.污水处理技术同济大学学报—2013年2期第18页.
[3] 黄霞.水处理技术城市建设理论研究—2012年10期第16页.
[4] 何江涛膜生物反应器在污水资源化的作用地学前缘—2014年1期第15页.