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有關(guān)MBR工藝知識(shí)匯總，看完小白變專家！
來源：科柏盛環(huán)保 發(fā)布時(shí)間：2020-10-15
在污水處理，水資源再利用領(lǐng)域，有這樣一種生化水處理技術(shù)-MBR。MBR又稱膜生物反應(yīng)器，是一種由膜分離單元與生物處理單元相結(jié)合的新型水處理技術(shù)。膜的種類繁多，按分離機(jī)理進(jìn)行分類，有反應(yīng)膜、離子交換膜、滲透膜等；按膜的性質(zhì)分類，有天然膜（生物膜）和合成膜（有機(jī)膜和無機(jī)膜）；按膜的結(jié)構(gòu)型式分類，有平板型、管型、螺旋型及中空纖維型等。
一、MBR的工藝組成
膜-生物反應(yīng)器主要由膜分離組件及生物反應(yīng)器兩部分組成。通常提到的膜-生物反應(yīng)器實(shí)際上是三類反應(yīng)器的總稱：
①曝氣膜-生物反應(yīng)器（ Aeration membrane bioreactor，AMBR）；
②萃取膜-生物反應(yīng)器（ Extractive Membrane bioreactor，EMBR）；
③固液分離型膜-生物反應(yīng)器（ Solid/Liquid SeparationMembrane Bioreactor, SLSMBR簡稱MBR）。
1、曝氣膜
曝氣膜-生物反應(yīng)器（AMBR）*早見于 Cote. P等于1988年報(bào)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(diǎn)（Bubble point）情況下，可實(shí)現(xiàn)向生物反應(yīng)器的無泡曝氣。該工藝的特點(diǎn)是提高了接觸時(shí)間和傳氧效率，有利于曝氣工藝的控制，不受傳統(tǒng)曝氣中氣泡大小和停留時(shí)間的因素的影響。
2、萃取膜
萃取膜-生物反應(yīng)器，又稱為EMBR（Extractive membrane bioreactor）。因?yàn)楦咚釅A度或?qū)ι镉卸疚镔|(zhì)的存在，某些工業(yè)廢水不宜采用與微生物直接接觸的方法處理；當(dāng)廢水中含揮發(fā)性有毒物質(zhì)時(shí)，若采用傳統(tǒng)的好氧生物處理過程，污染物容易隨曝氣氣流揮發(fā)，發(fā)生氣提現(xiàn)象，不僅處理效果很不穩(wěn)定，還會(huì)造成大氣污染為了解決這些技術(shù)難題。
英國學(xué)者Livingston研究開發(fā)了EMB。廢水與活性污泥被膜隔開來，廢水在膜內(nèi)流動(dòng)，而含某種專性細(xì)菌的活性污泥在膜外流動(dòng)，廢水與微生物不直接接觸，有機(jī)污染物可以通過選擇性透過膜被另一側(cè)的微生物降解。由于萃取膜兩側(cè)的生物反應(yīng)器單元和廢水循環(huán)單元各自獨(dú)立，各單元水流相互影響不大，生物反應(yīng)器中營養(yǎng)物質(zhì)和微生物生存條件不受廢水水質(zhì)的影響，使水處理效果穩(wěn)定。系統(tǒng)的運(yùn)行條件如HRT和SRT可分別控制在*優(yōu)的范圍，維持*大的污染物降解速率。
3、固液分離膜
固液分離型膜-生物反應(yīng)器是在水處理領(lǐng)域中研究得*為廣泛深入的一類膜，MBR生物反應(yīng)器，是種用膜分離過程取代傳統(tǒng)活性污泥法中二次沉淀池的水處理技術(shù)。其通過膜組件將固體有機(jī)物回流至反應(yīng)器中，再將處理過的有機(jī)水排出。膜分離生物反應(yīng)器的類型可以根據(jù)膜組件與生物反應(yīng)器位置進(jìn)行分類，有一體式膜生物反應(yīng)器、分置式膜生物反應(yīng)器、復(fù)合式膜生物反應(yīng)器。
（1）分置式膜生物反應(yīng)器
通過泵對(duì)其加壓，混合液在壓力的作用下進(jìn)行過濾，這樣大分子有機(jī)物將被膜過濾出來，再回流到生物反應(yīng)器中進(jìn)行降解，如此循環(huán)操作進(jìn)一步地對(duì)有機(jī)污水中的有機(jī)勿進(jìn)行分解。
分置式膜生物反應(yīng)器具有穩(wěn)定、容易操作、膜容易清洗等特征，是有機(jī)污水處理的有效方法之一，但是由于為了提高循環(huán)泵的壓力會(huì)消耗較高的動(dòng)能。
（2）一體式膜生物反應(yīng)器
是將膜組件置于生物反應(yīng)器中，再通過泵將過濾液抽出，在傳統(tǒng)的廢水生物處理技術(shù)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(yùn)狀況，改善污泥沉降性必須嚴(yán)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/左右，從而限制了生化反應(yīng)速率。水力停留時(shí)間（HRT）與污泥齡（SRT）相互依賴，提高容積負(fù)荷與降低污泥負(fù)荷往往形成矛盾。系統(tǒng)在運(yùn)行過程中還產(chǎn)生了大量的剩余污泥，其處置費(fèi)用占污水處理廠費(fèi)用的25%~40%。傳統(tǒng)活性污泥處理系統(tǒng)還容易岀現(xiàn)污泥膨脹現(xiàn)象，出水中含有懸浮固體，出水水質(zhì)惡化。
針對(duì)上述問題，MBR將分離工程中的膜分離技術(shù)與傳統(tǒng)廢水生物處理技術(shù)有機(jī)結(jié)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特效菌（特別是優(yōu)勢(shì)菌的出現(xiàn)，提高了生化反應(yīng)速率；同時(shí)，通過降低FM比，減少剩余污泥產(chǎn)生量（甚至為0），從而基本解決了傳統(tǒng)活性污泥法存在的許多突出問題。
二、MBR的工藝類型
根據(jù)膜組件和生物反應(yīng)器的組合方式，可將膜-生物反應(yīng)器分為分置式、一體式以及復(fù)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(yīng)器）
1、分置式
把膜組件和生物反應(yīng)器分開設(shè)置。生物反應(yīng)器中的混合液經(jīng)循環(huán)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(tǒng)處理水；固形物、大分子物質(zhì)等則被膜截留，隨濃縮液回流到生物反應(yīng)器內(nèi)。
分置式膜-生物反應(yīng)器的特點(diǎn)是運(yùn)行穩(wěn)定可靠，易于膜的清洗、更換及增設(shè)；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(huán)泵提供較高的膜面錯(cuò)流流速，水流循環(huán)量大、動(dòng)力費(fèi)用高（ Yamamoto，1989），并且泵的高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的剪切力會(huì)使某些微生物菌體產(chǎn)生失活現(xiàn)象（ Brockmann and Seyfried1997）。
2、一體式
把膜組件置于生物反應(yīng)器內(nèi)部。進(jìn)水進(jìn)入膜-生物反應(yīng)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(yīng)器由于省去了混合液循環(huán)系統(tǒng)，并且靠抽吸出水，能耗相對(duì)較低；占地較分置式更為緊湊，近年來在水處理領(lǐng)域受到了特別關(guān)注。但是一般膜通量相對(duì)較低，容易發(fā)生膜污染，膜污染后不容易清洗和更換。
3、復(fù)合式
開式上也屬于一體式膜-生物反應(yīng)器，所不同的是在生物反應(yīng)器內(nèi)加裝填料，從而形成復(fù)合式膜-生物反應(yīng)器，改變了反應(yīng)器的某些性狀。
三、MBR的工藝特點(diǎn)
與許多傳統(tǒng)的生物水處理工藝相比，MBR具有以下主要優(yōu)點(diǎn)：
1、出水水質(zhì)優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定
由于膜的高效分離作用，分離效果遠(yuǎn)好于傳統(tǒng)沉淀池，處理岀水極其清澈，懸浮物和濁度接近于零，細(xì)菌和病毒被大幅去除，出水水質(zhì)優(yōu)于建設(shè)部頒發(fā)的生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（CJ25.189），可以直接作為非飲用市政雜用水進(jìn)行回用。
同時(shí)，膜分離也使微生物被完全被截流在生物反應(yīng)器內(nèi)，使得系統(tǒng)內(nèi)能夠維持較高的微生物濃度，不但提高了反應(yīng)裝置對(duì)污染物的整體去除效率，保證了良好的出水水質(zhì)，同時(shí)反應(yīng)器對(duì)進(jìn)水負(fù)荷（水質(zhì)及水量）的各種變化具有很好的適應(yīng)性，耐沖擊負(fù)荷，能夠穩(wěn)定獲得優(yōu)質(zhì)的出水水質(zhì)。
2、剩余污泥產(chǎn)量少
該工藝可以在高容積負(fù)荷、低污泥負(fù)荷下運(yùn)行，剩余污泥產(chǎn)量低（理論上可以實(shí)現(xiàn)零污泥排放），降低了污泥處理費(fèi)用。
3、占地面積小，不受設(shè)置場(chǎng)合限制
生物反應(yīng)器內(nèi)能維持高濃度的微生物量，處理裝置容積負(fù)荷高，占地面積大大節(jié)�。辉摴に嚵鞒毯唵�、結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積省，不受設(shè)置場(chǎng)所限制，適合于任何場(chǎng)合，可做成地面式、半地下式和地下式
4、可去除氨氮及難降解有機(jī)物
由于微生物被完全截流在生物反應(yīng)器內(nèi)，從而有利于增殖緩慢的微生物如硝化細(xì)菌的截留生長，系統(tǒng)硝化效率得以提高。同時(shí)，可增長一些難降解的有機(jī)物在系統(tǒng)中的水力停留時(shí)間，有利于難降解有機(jī)物降解效率的提高。
5、操作管理方便，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制
該工藝實(shí)現(xiàn)了水力停留時(shí)間（HRT）與污泥停留時(shí)間（SRT）的完全分離，運(yùn)行控制更加靈活穩(wěn)定，是污水處理中容易實(shí)現(xiàn)裝備化的新技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)微機(jī)自動(dòng)控制，從而使操作管理更為方便。
6、易于從傳統(tǒng)工藝進(jìn)行改造
該工藝可以作為傳統(tǒng)污水處理工藝的深度處理單元，在城市二級(jí)污水處理廠出水深度處理（從而實(shí)現(xiàn)城市污水的大量回用）等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。
膜--生物反應(yīng)器也存在一些不足。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
1、膜造價(jià)高
使膜-生物反應(yīng)器的基建投資高于傳統(tǒng)污水處理工藝。
2、膜容易污染
給操作管理帶來不便。
3、能耗高
*先MBR泥水分離過程必須保持一定的膜驅(qū)動(dòng)壓力；其次是MBR池中MLSS濃度非常高，要保持足夠的傳氧速率，必須加大曝氣強(qiáng)度；還有為了加大膜通量、減輕膜污染，必須增大流速，沖刷膜表面，造成MBR的能耗要比傳統(tǒng)的生物處理工藝高。
四、MBR工藝用膜
膜可以由很多種材料制備，可以是液相、固相甚至是氣相的。目前使用的分離膜絕大多數(shù)是固相膜。根據(jù)孔徑不同可分為：微濾膜、超濾膜、納滮膜和反滲透膜；根據(jù)材料不同，可分為無機(jī)膜和有機(jī)膜，無機(jī)膜主要是微濾級(jí)別膜。膜可以是均質(zhì)或非均質(zhì)的，可以是荷電的或電中性的。廣泛用于廢水處理的膜主要是由有機(jī)高分子材料制備的固相非對(duì)稱膜。
1、膜的分類依據(jù)及分類
（1）膜材質(zhì)
①高分子有機(jī)膜材料：聚烯烴類、聚乙烯類、聚丙烯腈、聚砜類、芳香族聚酰胺、含氟聚合物等。
有機(jī)膜成本相對(duì)較低，造價(jià)便宜，膜的制造工藝較為成熟，膜孔徑和形式也較為多樣，應(yīng)用廣泛，但運(yùn)行過程易污染、強(qiáng)度低、使用壽命短。
②無機(jī)膜：是固態(tài)膜的一種，是由無機(jī)材料，如金屬、金屬氧化物、陶瓷、多孔玻璃、沸石、無機(jī)高分子材料等制成的半透膜。目前在MBR中使用的無機(jī)膜多為陶瓷膜。
（2）膜孔徑
MBR工藝中用膜一般為微膜（MF）和超濾膜（UF），大都采用0.1~0.4μm膜孔徑，這對(duì)于固液分離型的膜反應(yīng)器來說已經(jīng)足夠，微濾膜常用的聚合物材料有：聚碳酸酯、纖維素酯、聚偏_氟乙烯、聚砜、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚醚酰亞胺、聚丙烯、聚醚醚酮、聚酰胺等。
超濾常用聚合聚醚砜（PES）、聚酰胺、聚丙烯腈（PAN）、聚偏氟乙烯、纖維素酯、聚聚亞酰胺、聚醚酰胺等。
膜組件為了便于工業(yè)化生產(chǎn)和安裝，提高膜的工作效率，在單位體積內(nèi)實(shí)現(xiàn)*大的膜面積，通常將膜以某種形式組裝在一個(gè)基本單元設(shè)備內(nèi)，在一定的驅(qū)動(dòng)力下，完成混合液中各組分的分離，這類裝置稱為膜組件（ Module）。工業(yè)上常用的膜組件形式有五種：板框式、螺旋卷式、圓管式、中空纖維式和毛細(xì)管式。前兩種使用平板膜，后三者使用管式膜。圓管式膜直徑>10mm；毛細(xì)管式0.5~10.0mm。
2、MBR工藝中常用的膜組件形式
（1）板框式
MBR工藝*早應(yīng)用的一種膜組件形式，外形類似于普通的板框式壓濾機(jī)。
優(yōu)點(diǎn)：制造組裝簡單，操作方便，易于維護(hù)、清洗、更缺點(diǎn)：密封較復(fù)雜，壓力損失大，裝填密度小。
（2）圓管式
由膜和膜的支撐體構(gòu)成，有內(nèi)壓型和外壓型兩種運(yùn)行方式。實(shí)際中多采用內(nèi)壓型，即進(jìn)水從管內(nèi)流入，滲透液從管外流出。膜直徑在6~24mm之間。
優(yōu)點(diǎn)：料液可以控制湍流流動(dòng)，不易堵塞，易清洗，壓力損失小。
缺點(diǎn)：裝填密度小。
（3）中空纖維式
外徑一般為40~250um，內(nèi)徑為25~42μm。在MBR中，常把組件直接放入反應(yīng)器中，不需耐壓容器，構(gòu)成浸沒式膜-生物反應(yīng)器。一般為外壓式膜組件。
（4）柱形中空纖維膜
優(yōu)點(diǎn)：耐壓強(qiáng)度高，不易變形，不需支撐材料；裝填密度高；造價(jià)相對(duì)較低；壽命較長，可以采用物化性能穩(wěn)定，適水率低的尼龍中空纖維膜。
缺點(diǎn)：對(duì)堵塞敏感，污染和濃差極化對(duì)膜的分離性能有很大影響。
（5）螺旋卷式
螺旋卷式簡稱卷式，主要部件為多孔支撐材料，兩側(cè)是膜，三邊密封，開放邊與一根多孔的中心產(chǎn)品水收集管密封連接，在膜袋外部的原水側(cè)墊一層網(wǎng)眼型間隔材料，把膜袋-隔網(wǎng)依次迭合，繞中心集水管緊密地卷起來，形成一個(gè)膜卷，裝進(jìn)圓柱形壓力容器內(nèi)，就制成了—個(gè)螺旋卷式膜組件優(yōu)點(diǎn)：膜的裝填密度高；膜攴撐結(jié)構(gòu)簡單；濃差極化小；容易調(diào)整膜面流態(tài)。
缺點(diǎn)：中心管處易泄漏；膜與攴撐材料的粘結(jié)處膜易破裂而泄漏；膜的安裝和更換困難。
五、MBR膜組件設(shè)計(jì)的一般要求
1、對(duì)膜提供足夠的機(jī)械支撐，流道通暢，沒有流動(dòng)死角和靜水區(qū)；
2、能耗較低，盡量減少濃差極化，提高分離效率，減輕膜污染；
3、盡可能高的裝填密度，安裝，清洗、更換方便；
4、具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度、化學(xué)和熱穩(wěn)定。
膜組件的選用要綜合考慮其成本，裝填密度、應(yīng)用場(chǎng)合、系統(tǒng)流程、膜污染及清洗、使用壽命。
六、MBR的應(yīng)用領(lǐng)域
進(jìn)入90年代中后期，膜-生物反應(yīng)器在國外已進(jìn)入了實(shí)際應(yīng)用階段。加拿大 Zenon公司*先推出了超濾管式膜-生物反應(yīng)器，并將其應(yīng)用于城市污水處理。為了節(jié)約能耗，該公司又開發(fā)了浸入式中空纖維膜組件，其開發(fā)出的膜-生物反應(yīng)器已應(yīng)用于美國、德國、法國和埃及等十多個(gè)地方，規(guī)模從380m3/d至7600m3/d。
日本三菱人造絲公司也是*上浸入式中空纖維膜的知名提供商，其在MBR的應(yīng)用方面也積累了多年的經(jīng)驗(yàn)，在日本以及其他*建有多項(xiàng)實(shí)際MBR工程。日本Kubota公司是另一個(gè)在膜-生物反應(yīng)器實(shí)際應(yīng)用中具有競爭力的公司，它所生產(chǎn)的板式膜具有流通量大、耐污染和工藝簡單等特點(diǎn)。國內(nèi)一些硏究者及企業(yè)也在MBR實(shí)用化方面進(jìn)行著嘗試，現(xiàn)在膜-生物反應(yīng)器已應(yīng)用于以下領(lǐng)域：
1、城市污水處理及建筑中水回用
1967年*個(gè)采用MBR工藝的廢水處理廠由美國的Do-Oive公司建成，這個(gè)處理廠處理14m3/d廢水。1977年，一套污水回用系統(tǒng)在日本的一幢高層建筑中得到實(shí)際應(yīng)用。1980年，日本建成了兩座處理能力分別為10m3/d和50m3/d的MBR處理廠。90年代中期，日本就有39座這樣的廠在運(yùn)行，*大處理能力可達(dá)500m3/d，并且有100多處的高樓采用MBR將污水處理后回用于中水道。1997年，英國 Wesse公司在英國 Porlock建立了當(dāng)時(shí)*上*大的MBR系統(tǒng)，日處理量達(dá)2000m3，199年又在 Dorset的 Swanage建成了13000m3/d的MBR工廠。
1998年5月，清華大學(xué)進(jìn)行的一體式膜-生物反應(yīng)器中試系統(tǒng)通過了*鑒定。2000年初清華大學(xué)在北京市海淀鄉(xiāng)醫(yī)院建起了一套實(shí)用的MBR系統(tǒng)，用以處理醫(yī)院廢水，該工程于2000年6月建成并投入使用，目前運(yùn)轉(zhuǎn)正常。2000年9月，天津大學(xué)在天津新技術(shù)產(chǎn)業(yè)園區(qū)普辰大廈建成了一個(gè)MBR示范工程，該系統(tǒng)日處理污水25t，處理后的污水全部用于衛(wèi)生間的沖洗及綠地澆灑，占地面積為10平方米，處理每噸污水的能耗為0.7kWh。
2、工業(yè)廢水處理
90年代以來，MBR的處理對(duì)象不斷拓展，除中水回用、糞便污水處理以外，MBR在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用也得到了廣泛關(guān)注，如處理食品工業(yè)廢水、水產(chǎn)加工廢水、養(yǎng)殖廢水、化妝品生產(chǎn)廢水、染料廢水、石油化工廢水，均獲得了良好的處理效果。90年代初，美國建造了—套用于處理某汽車制造廠的工業(yè)廢水的MBR系統(tǒng)，處理規(guī)模為151m3/d，該系統(tǒng)的有機(jī)負(fù)荷達(dá)6.3kgCOD/m3▪d，COD去除率為94%，絕大部分的油與油脂被降解。在荷蘭，一座脂肪提取加工廠采用傳統(tǒng)的氧化溝污水處理技術(shù)處理其生產(chǎn)廢水，由于生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，結(jié)果導(dǎo)致污泥膨脹，污泥難以分離，*后采用膜組件代替沉淀池，運(yùn)行效果良好。
3、微污染飲用水凈化
隨看氮肥與殺蟲劑在農(nóng)業(yè)中的廣泛應(yīng)用，飲用水也不同程度受到污染。LyonnaisedesEaux公司在90年代中期開發(fā)出同時(shí)具有生物脫氮、吸附殺蟲劑、去除濁度功能的MBR工藝，1995該公司在法國的Touchy建成了日產(chǎn)飲用水400m3的工廠。出水中氮濃度低于0.1mgNO2/L，殺蟲劑濃度低于0.02μg/L。
4、糞便污水處理
糞便污水中有機(jī)物含量很高，傳統(tǒng)的反硝化處理方法要求有很高污泥濃度，固液分離不穩(wěn)定影響了三級(jí)處理效果。MBR的出現(xiàn)很好地解決了這一問題，并且使糞便污水不經(jīng)稀釋而直接處理成為可能。
日本已開發(fā)出被稱之為NS系統(tǒng)的屎尿處理技術(shù)，*核心部分是平板膜裝置與好氧高濃度活性污泥生物反應(yīng)器組合的系統(tǒng)。NS系統(tǒng)于1985年在日本琦玉縣越谷市建成，生產(chǎn)規(guī)模為10kL/d，1989年又先后在長崎縣、熊本縣建成新的屎尿處理設(shè)施。NS系統(tǒng)中的平板膜每組約0.4㎡，共幾十組并列安裝，做成能自動(dòng)打開的框架裝置，并能自動(dòng)沖洗。膜材料為截流分子量20000的聚砜超濾膜。反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度保持在15000~18000mg/范圍內(nèi)。到1994年日本已有1200多套MBR系統(tǒng)用于處理4000多萬人的糞便污水。
5、土地填埋場(chǎng)/肥滲濾液處理
土地填埋場(chǎng)/堆肥滲瀝液含有高濃度的污染物，其水質(zhì)和水量隨氣候條件與操作運(yùn)行條件的變化而變化。MBR技術(shù)在1994年前就被多家污水處理廠用于該種污水的處理。通過MBR與RO技術(shù)的結(jié)合，不僅能去除SS、有機(jī)物和氮，而且能有效去除鹽類與重金屬。*近美囯Envirogen公司開發(fā)出—種MBR用于土地填埋場(chǎng)滲濾液的處理，并在新澤西建成一個(gè)日處理能力為40萬加侖（約1500m3/d）的裝置，在2000年底投入運(yùn)行。該種MBR使用一種自然存在的混合菌來分解滲濾液中的烴和氯代化合物，其處理污染物的濃度為常規(guī)廢水處理裝置的50~100倍。能達(dá)到這一處理效果的原因是，MBR能夠保留高效細(xì)菌并使細(xì)菌濃度達(dá)到50000mg/L。在現(xiàn)場(chǎng)中試中，進(jìn)液COD為幾百至40000mg/L，污染物的去除率達(dá)90%以上。
七、MBR的發(fā)展前景和方向
1、現(xiàn)有城市污水處理廠的更新升級(jí)，特別是出水水質(zhì)難以達(dá)標(biāo)或處理流量劇增而占地面積無法擴(kuò)大的水廠；
2、無排水管網(wǎng)系統(tǒng)的小區(qū)，如居民點(diǎn)、旅游度假區(qū)、風(fēng)景區(qū)等；
3、有污水回用需求的地區(qū)或場(chǎng)所，如賓館、洗車業(yè)、客機(jī)、流動(dòng)廁所等充分發(fā)揮MBR占地面積小、設(shè)備緊湊、自動(dòng)控制、靈活方便的特點(diǎn)；
4、高濃度、有毒、難降解工業(yè)廢水處理。如造紙、制糖、酒精、皮革、合成脂肪酸等行業(yè)，是一種普遍的點(diǎn)源污染。MBR可以對(duì)這些常規(guī)處理工藝無法達(dá)標(biāo)的廢水進(jìn)行有效的處理，并實(shí)現(xiàn)回用；
5、垃圾填埋廠滲濾液的處理及回用；
6、小規(guī)模污水廠（站）的應(yīng)用。膜技術(shù)的特點(diǎn)十分適合處理小規(guī)模污水。
未來的研究重點(diǎn)：
1、膜污染的機(jī)理及防治；
2、工藝流程形式及運(yùn)行條件的優(yōu)化；
3、污泥產(chǎn)率與運(yùn)行條件的關(guān)系，以合理減少污泥產(chǎn)量，降低污泥處理費(fèi)用；
4、反應(yīng)器內(nèi)微生物的代謝特性及其對(duì)出水水質(zhì)、污泥活性等的影響，從而確定適宜的微生物生長及代謝條件；
5、工藝經(jīng)濟(jì)性研究。在目前國內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、膜產(chǎn)品供應(yīng)狀況和規(guī)范設(shè)計(jì)要求的條件下，MBR用于污水處理的*大經(jīng)濟(jì)流量的確定；
6、以節(jié)能、處理特殊水質(zhì)對(duì)象、兼具脫氮除磷、操作維護(hù)簡便、可以長期穩(wěn)定運(yùn)行等為目標(biāo)，開發(fā)新型的膜生物反應(yīng)器。
一、MBR的工藝組成
膜-生物反應(yīng)器主要由膜分離組件及生物反應(yīng)器兩部分組成。通常提到的膜-生物反應(yīng)器實(shí)際上是三類反應(yīng)器的總稱：
①曝氣膜-生物反應(yīng)器（ Aeration membrane bioreactor，AMBR）；
②萃取膜-生物反應(yīng)器（ Extractive Membrane bioreactor，EMBR）；
③固液分離型膜-生物反應(yīng)器（ Solid/Liquid SeparationMembrane Bioreactor, SLSMBR簡稱MBR）。
1、曝氣膜
曝氣膜-生物反應(yīng)器（AMBR）*早見于 Cote. P等于1988年報(bào)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(diǎn)（Bubble point）情況下，可實(shí)現(xiàn)向生物反應(yīng)器的無泡曝氣。該工藝的特點(diǎn)是提高了接觸時(shí)間和傳氧效率，有利于曝氣工藝的控制，不受傳統(tǒng)曝氣中氣泡大小和停留時(shí)間的因素的影響。
2、萃取膜
萃取膜-生物反應(yīng)器，又稱為EMBR（Extractive membrane bioreactor）。因?yàn)楦咚釅A度或?qū)ι镉卸疚镔|(zhì)的存在，某些工業(yè)廢水不宜采用與微生物直接接觸的方法處理；當(dāng)廢水中含揮發(fā)性有毒物質(zhì)時(shí)，若采用傳統(tǒng)的好氧生物處理過程，污染物容易隨曝氣氣流揮發(fā)，發(fā)生氣提現(xiàn)象，不僅處理效果很不穩(wěn)定，還會(huì)造成大氣污染為了解決這些技術(shù)難題。
英國學(xué)者Livingston研究開發(fā)了EMB。廢水與活性污泥被膜隔開來，廢水在膜內(nèi)流動(dòng)，而含某種專性細(xì)菌的活性污泥在膜外流動(dòng)，廢水與微生物不直接接觸，有機(jī)污染物可以通過選擇性透過膜被另一側(cè)的微生物降解。由于萃取膜兩側(cè)的生物反應(yīng)器單元和廢水循環(huán)單元各自獨(dú)立，各單元水流相互影響不大，生物反應(yīng)器中營養(yǎng)物質(zhì)和微生物生存條件不受廢水水質(zhì)的影響，使水處理效果穩(wěn)定。系統(tǒng)的運(yùn)行條件如HRT和SRT可分別控制在*優(yōu)的范圍，維持*大的污染物降解速率。
3、固液分離膜
固液分離型膜-生物反應(yīng)器是在水處理領(lǐng)域中研究得*為廣泛深入的一類膜，MBR生物反應(yīng)器，是種用膜分離過程取代傳統(tǒng)活性污泥法中二次沉淀池的水處理技術(shù)。其通過膜組件將固體有機(jī)物回流至反應(yīng)器中，再將處理過的有機(jī)水排出。膜分離生物反應(yīng)器的類型可以根據(jù)膜組件與生物反應(yīng)器位置進(jìn)行分類，有一體式膜生物反應(yīng)器、分置式膜生物反應(yīng)器、復(fù)合式膜生物反應(yīng)器。
（1）分置式膜生物反應(yīng)器
通過泵對(duì)其加壓，混合液在壓力的作用下進(jìn)行過濾，這樣大分子有機(jī)物將被膜過濾出來，再回流到生物反應(yīng)器中進(jìn)行降解，如此循環(huán)操作進(jìn)一步地對(duì)有機(jī)污水中的有機(jī)勿進(jìn)行分解。
分置式膜生物反應(yīng)器具有穩(wěn)定、容易操作、膜容易清洗等特征，是有機(jī)污水處理的有效方法之一，但是由于為了提高循環(huán)泵的壓力會(huì)消耗較高的動(dòng)能。
（2）一體式膜生物反應(yīng)器
是將膜組件置于生物反應(yīng)器中，再通過泵將過濾液抽出，在傳統(tǒng)的廢水生物處理技術(shù)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(yùn)狀況，改善污泥沉降性必須嚴(yán)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/左右，從而限制了生化反應(yīng)速率。水力停留時(shí)間（HRT）與污泥齡（SRT）相互依賴，提高容積負(fù)荷與降低污泥負(fù)荷往往形成矛盾。系統(tǒng)在運(yùn)行過程中還產(chǎn)生了大量的剩余污泥，其處置費(fèi)用占污水處理廠費(fèi)用的25%~40%。傳統(tǒng)活性污泥處理系統(tǒng)還容易岀現(xiàn)污泥膨脹現(xiàn)象，出水中含有懸浮固體，出水水質(zhì)惡化。
針對(duì)上述問題，MBR將分離工程中的膜分離技術(shù)與傳統(tǒng)廢水生物處理技術(shù)有機(jī)結(jié)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特效菌（特別是優(yōu)勢(shì)菌的出現(xiàn)，提高了生化反應(yīng)速率；同時(shí)，通過降低FM比，減少剩余污泥產(chǎn)生量（甚至為0），從而基本解決了傳統(tǒng)活性污泥法存在的許多突出問題。
二、MBR的工藝類型
根據(jù)膜組件和生物反應(yīng)器的組合方式，可將膜-生物反應(yīng)器分為分置式、一體式以及復(fù)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(yīng)器）
1、分置式
把膜組件和生物反應(yīng)器分開設(shè)置。生物反應(yīng)器中的混合液經(jīng)循環(huán)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(tǒng)處理水；固形物、大分子物質(zhì)等則被膜截留，隨濃縮液回流到生物反應(yīng)器內(nèi)。
分置式膜-生物反應(yīng)器的特點(diǎn)是運(yùn)行穩(wěn)定可靠，易于膜的清洗、更換及增設(shè)；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(huán)泵提供較高的膜面錯(cuò)流流速，水流循環(huán)量大、動(dòng)力費(fèi)用高（ Yamamoto，1989），并且泵的高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的剪切力會(huì)使某些微生物菌體產(chǎn)生失活現(xiàn)象（ Brockmann and Seyfried1997）。
2、一體式
把膜組件置于生物反應(yīng)器內(nèi)部。進(jìn)水進(jìn)入膜-生物反應(yīng)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(yīng)器由于省去了混合液循環(huán)系統(tǒng)，并且靠抽吸出水，能耗相對(duì)較低；占地較分置式更為緊湊，近年來在水處理領(lǐng)域受到了特別關(guān)注。但是一般膜通量相對(duì)較低，容易發(fā)生膜污染，膜污染后不容易清洗和更換。
3、復(fù)合式
開式上也屬于一體式膜-生物反應(yīng)器，所不同的是在生物反應(yīng)器內(nèi)加裝填料，從而形成復(fù)合式膜-生物反應(yīng)器，改變了反應(yīng)器的某些性狀。
三、MBR的工藝特點(diǎn)
與許多傳統(tǒng)的生物水處理工藝相比，MBR具有以下主要優(yōu)點(diǎn)：
1、出水水質(zhì)優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定
由于膜的高效分離作用，分離效果遠(yuǎn)好于傳統(tǒng)沉淀池，處理岀水極其清澈，懸浮物和濁度接近于零，細(xì)菌和病毒被大幅去除，出水水質(zhì)優(yōu)于建設(shè)部頒發(fā)的生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（CJ25.189），可以直接作為非飲用市政雜用水進(jìn)行回用。
同時(shí)，膜分離也使微生物被完全被截流在生物反應(yīng)器內(nèi)，使得系統(tǒng)內(nèi)能夠維持較高的微生物濃度，不但提高了反應(yīng)裝置對(duì)污染物的整體去除效率，保證了良好的出水水質(zhì)，同時(shí)反應(yīng)器對(duì)進(jìn)水負(fù)荷（水質(zhì)及水量）的各種變化具有很好的適應(yīng)性，耐沖擊負(fù)荷，能夠穩(wěn)定獲得優(yōu)質(zhì)的出水水質(zhì)。
2、剩余污泥產(chǎn)量少
該工藝可以在高容積負(fù)荷、低污泥負(fù)荷下運(yùn)行，剩余污泥產(chǎn)量低（理論上可以實(shí)現(xiàn)零污泥排放），降低了污泥處理費(fèi)用。
3、占地面積小，不受設(shè)置場(chǎng)合限制
生物反應(yīng)器內(nèi)能維持高濃度的微生物量，處理裝置容積負(fù)荷高，占地面積大大節(jié)�。辉摴に嚵鞒毯唵�、結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積省，不受設(shè)置場(chǎng)所限制，適合于任何場(chǎng)合，可做成地面式、半地下式和地下式
4、可去除氨氮及難降解有機(jī)物
由于微生物被完全截流在生物反應(yīng)器內(nèi)，從而有利于增殖緩慢的微生物如硝化細(xì)菌的截留生長，系統(tǒng)硝化效率得以提高。同時(shí)，可增長一些難降解的有機(jī)物在系統(tǒng)中的水力停留時(shí)間，有利于難降解有機(jī)物降解效率的提高。
5、操作管理方便，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制
該工藝實(shí)現(xiàn)了水力停留時(shí)間（HRT）與污泥停留時(shí)間（SRT）的完全分離，運(yùn)行控制更加靈活穩(wěn)定，是污水處理中容易實(shí)現(xiàn)裝備化的新技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)微機(jī)自動(dòng)控制，從而使操作管理更為方便。
6、易于從傳統(tǒng)工藝進(jìn)行改造
該工藝可以作為傳統(tǒng)污水處理工藝的深度處理單元，在城市二級(jí)污水處理廠出水深度處理（從而實(shí)現(xiàn)城市污水的大量回用）等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。
膜--生物反應(yīng)器也存在一些不足。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
1、膜造價(jià)高
使膜-生物反應(yīng)器的基建投資高于傳統(tǒng)污水處理工藝。
2、膜容易污染
給操作管理帶來不便。
3、能耗高
*先MBR泥水分離過程必須保持一定的膜驅(qū)動(dòng)壓力；其次是MBR池中MLSS濃度非常高，要保持足夠的傳氧速率，必須加大曝氣強(qiáng)度；還有為了加大膜通量、減輕膜污染，必須增大流速，沖刷膜表面，造成MBR的能耗要比傳統(tǒng)的生物處理工藝高。
四、MBR工藝用膜
膜可以由很多種材料制備，可以是液相、固相甚至是氣相的。目前使用的分離膜絕大多數(shù)是固相膜。根據(jù)孔徑不同可分為：微濾膜、超濾膜、納滮膜和反滲透膜；根據(jù)材料不同，可分為無機(jī)膜和有機(jī)膜，無機(jī)膜主要是微濾級(jí)別膜。膜可以是均質(zhì)或非均質(zhì)的，可以是荷電的或電中性的。廣泛用于廢水處理的膜主要是由有機(jī)高分子材料制備的固相非對(duì)稱膜。
1、膜的分類依據(jù)及分類
（1）膜材質(zhì)
①高分子有機(jī)膜材料：聚烯烴類、聚乙烯類、聚丙烯腈、聚砜類、芳香族聚酰胺、含氟聚合物等。
有機(jī)膜成本相對(duì)較低，造價(jià)便宜，膜的制造工藝較為成熟，膜孔徑和形式也較為多樣，應(yīng)用廣泛，但運(yùn)行過程易污染、強(qiáng)度低、使用壽命短。
②無機(jī)膜：是固態(tài)膜的一種，是由無機(jī)材料，如金屬、金屬氧化物、陶瓷、多孔玻璃、沸石、無機(jī)高分子材料等制成的半透膜。目前在MBR中使用的無機(jī)膜多為陶瓷膜。
（2）膜孔徑
MBR工藝中用膜一般為微膜（MF）和超濾膜（UF），大都采用0.1~0.4μm膜孔徑，這對(duì)于固液分離型的膜反應(yīng)器來說已經(jīng)足夠，微濾膜常用的聚合物材料有：聚碳酸酯、纖維素酯、聚偏_氟乙烯、聚砜、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚醚酰亞胺、聚丙烯、聚醚醚酮、聚酰胺等。
超濾常用聚合聚醚砜（PES）、聚酰胺、聚丙烯腈（PAN）、聚偏氟乙烯、纖維素酯、聚聚亞酰胺、聚醚酰胺等。
膜組件為了便于工業(yè)化生產(chǎn)和安裝，提高膜的工作效率，在單位體積內(nèi)實(shí)現(xiàn)*大的膜面積，通常將膜以某種形式組裝在一個(gè)基本單元設(shè)備內(nèi)，在一定的驅(qū)動(dòng)力下，完成混合液中各組分的分離，這類裝置稱為膜組件（ Module）。工業(yè)上常用的膜組件形式有五種：板框式、螺旋卷式、圓管式、中空纖維式和毛細(xì)管式。前兩種使用平板膜，后三者使用管式膜。圓管式膜直徑>10mm；毛細(xì)管式0.5~10.0mm。
2、MBR工藝中常用的膜組件形式
（1）板框式
MBR工藝*早應(yīng)用的一種膜組件形式，外形類似于普通的板框式壓濾機(jī)。
優(yōu)點(diǎn)：制造組裝簡單，操作方便，易于維護(hù)、清洗、更缺點(diǎn)：密封較復(fù)雜，壓力損失大，裝填密度小。
（2）圓管式
由膜和膜的支撐體構(gòu)成，有內(nèi)壓型和外壓型兩種運(yùn)行方式。實(shí)際中多采用內(nèi)壓型，即進(jìn)水從管內(nèi)流入，滲透液從管外流出。膜直徑在6~24mm之間。
優(yōu)點(diǎn)：料液可以控制湍流流動(dòng)，不易堵塞，易清洗，壓力損失小。
缺點(diǎn)：裝填密度小。
（3）中空纖維式
外徑一般為40~250um，內(nèi)徑為25~42μm。在MBR中，常把組件直接放入反應(yīng)器中，不需耐壓容器，構(gòu)成浸沒式膜-生物反應(yīng)器。一般為外壓式膜組件。
（4）柱形中空纖維膜
優(yōu)點(diǎn)：耐壓強(qiáng)度高，不易變形，不需支撐材料；裝填密度高；造價(jià)相對(duì)較低；壽命較長，可以采用物化性能穩(wěn)定，適水率低的尼龍中空纖維膜。
缺點(diǎn)：對(duì)堵塞敏感，污染和濃差極化對(duì)膜的分離性能有很大影響。
（5）螺旋卷式
螺旋卷式簡稱卷式，主要部件為多孔支撐材料，兩側(cè)是膜，三邊密封，開放邊與一根多孔的中心產(chǎn)品水收集管密封連接，在膜袋外部的原水側(cè)墊一層網(wǎng)眼型間隔材料，把膜袋-隔網(wǎng)依次迭合，繞中心集水管緊密地卷起來，形成一個(gè)膜卷，裝進(jìn)圓柱形壓力容器內(nèi)，就制成了—個(gè)螺旋卷式膜組件優(yōu)點(diǎn)：膜的裝填密度高；膜攴撐結(jié)構(gòu)簡單；濃差極化小；容易調(diào)整膜面流態(tài)。
缺點(diǎn)：中心管處易泄漏；膜與攴撐材料的粘結(jié)處膜易破裂而泄漏；膜的安裝和更換困難。
五、MBR膜組件設(shè)計(jì)的一般要求
1、對(duì)膜提供足夠的機(jī)械支撐，流道通暢，沒有流動(dòng)死角和靜水區(qū)；
2、能耗較低，盡量減少濃差極化，提高分離效率，減輕膜污染；
3、盡可能高的裝填密度，安裝，清洗、更換方便；
4、具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度、化學(xué)和熱穩(wěn)定。
膜組件的選用要綜合考慮其成本，裝填密度、應(yīng)用場(chǎng)合、系統(tǒng)流程、膜污染及清洗、使用壽命。
六、MBR的應(yīng)用領(lǐng)域
進(jìn)入90年代中后期，膜-生物反應(yīng)器在國外已進(jìn)入了實(shí)際應(yīng)用階段。加拿大 Zenon公司*先推出了超濾管式膜-生物反應(yīng)器，并將其應(yīng)用于城市污水處理。為了節(jié)約能耗，該公司又開發(fā)了浸入式中空纖維膜組件，其開發(fā)出的膜-生物反應(yīng)器已應(yīng)用于美國、德國、法國和埃及等十多個(gè)地方，規(guī)模從380m3/d至7600m3/d。
日本三菱人造絲公司也是*上浸入式中空纖維膜的知名提供商，其在MBR的應(yīng)用方面也積累了多年的經(jīng)驗(yàn)，在日本以及其他*建有多項(xiàng)實(shí)際MBR工程。日本Kubota公司是另一個(gè)在膜-生物反應(yīng)器實(shí)際應(yīng)用中具有競爭力的公司，它所生產(chǎn)的板式膜具有流通量大、耐污染和工藝簡單等特點(diǎn)。國內(nèi)一些硏究者及企業(yè)也在MBR實(shí)用化方面進(jìn)行著嘗試，現(xiàn)在膜-生物反應(yīng)器已應(yīng)用于以下領(lǐng)域：
1、城市污水處理及建筑中水回用
1967年*個(gè)采用MBR工藝的廢水處理廠由美國的Do-Oive公司建成，這個(gè)處理廠處理14m3/d廢水。1977年，一套污水回用系統(tǒng)在日本的一幢高層建筑中得到實(shí)際應(yīng)用。1980年，日本建成了兩座處理能力分別為10m3/d和50m3/d的MBR處理廠。90年代中期，日本就有39座這樣的廠在運(yùn)行，*大處理能力可達(dá)500m3/d，并且有100多處的高樓采用MBR將污水處理后回用于中水道。1997年，英國 Wesse公司在英國 Porlock建立了當(dāng)時(shí)*上*大的MBR系統(tǒng)，日處理量達(dá)2000m3，199年又在 Dorset的 Swanage建成了13000m3/d的MBR工廠。
1998年5月，清華大學(xué)進(jìn)行的一體式膜-生物反應(yīng)器中試系統(tǒng)通過了*鑒定。2000年初清華大學(xué)在北京市海淀鄉(xiāng)醫(yī)院建起了一套實(shí)用的MBR系統(tǒng)，用以處理醫(yī)院廢水，該工程于2000年6月建成并投入使用，目前運(yùn)轉(zhuǎn)正常。2000年9月，天津大學(xué)在天津新技術(shù)產(chǎn)業(yè)園區(qū)普辰大廈建成了一個(gè)MBR示范工程，該系統(tǒng)日處理污水25t，處理后的污水全部用于衛(wèi)生間的沖洗及綠地澆灑，占地面積為10平方米，處理每噸污水的能耗為0.7kWh。
2、工業(yè)廢水處理
90年代以來，MBR的處理對(duì)象不斷拓展，除中水回用、糞便污水處理以外，MBR在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用也得到了廣泛關(guān)注，如處理食品工業(yè)廢水、水產(chǎn)加工廢水、養(yǎng)殖廢水、化妝品生產(chǎn)廢水、染料廢水、石油化工廢水，均獲得了良好的處理效果。90年代初，美國建造了—套用于處理某汽車制造廠的工業(yè)廢水的MBR系統(tǒng)，處理規(guī)模為151m3/d，該系統(tǒng)的有機(jī)負(fù)荷達(dá)6.3kgCOD/m3▪d，COD去除率為94%，絕大部分的油與油脂被降解。在荷蘭，一座脂肪提取加工廠采用傳統(tǒng)的氧化溝污水處理技術(shù)處理其生產(chǎn)廢水，由于生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，結(jié)果導(dǎo)致污泥膨脹，污泥難以分離，*后采用膜組件代替沉淀池，運(yùn)行效果良好。
3、微污染飲用水凈化
隨看氮肥與殺蟲劑在農(nóng)業(yè)中的廣泛應(yīng)用，飲用水也不同程度受到污染。LyonnaisedesEaux公司在90年代中期開發(fā)出同時(shí)具有生物脫氮、吸附殺蟲劑、去除濁度功能的MBR工藝，1995該公司在法國的Touchy建成了日產(chǎn)飲用水400m3的工廠。出水中氮濃度低于0.1mgNO2/L，殺蟲劑濃度低于0.02μg/L。
4、糞便污水處理
糞便污水中有機(jī)物含量很高，傳統(tǒng)的反硝化處理方法要求有很高污泥濃度，固液分離不穩(wěn)定影響了三級(jí)處理效果。MBR的出現(xiàn)很好地解決了這一問題，并且使糞便污水不經(jīng)稀釋而直接處理成為可能。
日本已開發(fā)出被稱之為NS系統(tǒng)的屎尿處理技術(shù)，*核心部分是平板膜裝置與好氧高濃度活性污泥生物反應(yīng)器組合的系統(tǒng)。NS系統(tǒng)于1985年在日本琦玉縣越谷市建成，生產(chǎn)規(guī)模為10kL/d，1989年又先后在長崎縣、熊本縣建成新的屎尿處理設(shè)施。NS系統(tǒng)中的平板膜每組約0.4㎡，共幾十組并列安裝，做成能自動(dòng)打開的框架裝置，并能自動(dòng)沖洗。膜材料為截流分子量20000的聚砜超濾膜。反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度保持在15000~18000mg/范圍內(nèi)。到1994年日本已有1200多套MBR系統(tǒng)用于處理4000多萬人的糞便污水。
5、土地填埋場(chǎng)/肥滲濾液處理
土地填埋場(chǎng)/堆肥滲瀝液含有高濃度的污染物，其水質(zhì)和水量隨氣候條件與操作運(yùn)行條件的變化而變化。MBR技術(shù)在1994年前就被多家污水處理廠用于該種污水的處理。通過MBR與RO技術(shù)的結(jié)合，不僅能去除SS、有機(jī)物和氮，而且能有效去除鹽類與重金屬。*近美囯Envirogen公司開發(fā)出—種MBR用于土地填埋場(chǎng)滲濾液的處理，并在新澤西建成一個(gè)日處理能力為40萬加侖（約1500m3/d）的裝置，在2000年底投入運(yùn)行。該種MBR使用一種自然存在的混合菌來分解滲濾液中的烴和氯代化合物，其處理污染物的濃度為常規(guī)廢水處理裝置的50~100倍。能達(dá)到這一處理效果的原因是，MBR能夠保留高效細(xì)菌并使細(xì)菌濃度達(dá)到50000mg/L。在現(xiàn)場(chǎng)中試中，進(jìn)液COD為幾百至40000mg/L，污染物的去除率達(dá)90%以上。
七、MBR的發(fā)展前景和方向
1、現(xiàn)有城市污水處理廠的更新升級(jí)，特別是出水水質(zhì)難以達(dá)標(biāo)或處理流量劇增而占地面積無法擴(kuò)大的水廠；
2、無排水管網(wǎng)系統(tǒng)的小區(qū)，如居民點(diǎn)、旅游度假區(qū)、風(fēng)景區(qū)等；
3、有污水回用需求的地區(qū)或場(chǎng)所，如賓館、洗車業(yè)、客機(jī)、流動(dòng)廁所等充分發(fā)揮MBR占地面積小、設(shè)備緊湊、自動(dòng)控制、靈活方便的特點(diǎn)；
4、高濃度、有毒、難降解工業(yè)廢水處理。如造紙、制糖、酒精、皮革、合成脂肪酸等行業(yè)，是一種普遍的點(diǎn)源污染。MBR可以對(duì)這些常規(guī)處理工藝無法達(dá)標(biāo)的廢水進(jìn)行有效的處理，并實(shí)現(xiàn)回用；
5、垃圾填埋廠滲濾液的處理及回用；
6、小規(guī)模污水廠（站）的應(yīng)用。膜技術(shù)的特點(diǎn)十分適合處理小規(guī)模污水。
未來的研究重點(diǎn)：
1、膜污染的機(jī)理及防治；
2、工藝流程形式及運(yùn)行條件的優(yōu)化；
3、污泥產(chǎn)率與運(yùn)行條件的關(guān)系，以合理減少污泥產(chǎn)量，降低污泥處理費(fèi)用；
4、反應(yīng)器內(nèi)微生物的代謝特性及其對(duì)出水水質(zhì)、污泥活性等的影響，從而確定適宜的微生物生長及代謝條件；
5、工藝經(jīng)濟(jì)性研究。在目前國內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、膜產(chǎn)品供應(yīng)狀況和規(guī)范設(shè)計(jì)要求的條件下，MBR用于污水處理的*大經(jīng)濟(jì)流量的確定；
6、以節(jié)能、處理特殊水質(zhì)對(duì)象、兼具脫氮除磷、操作維護(hù)簡便、可以長期穩(wěn)定運(yùn)行等為目標(biāo)，開發(fā)新型的膜生物反應(yīng)器。
