市政廢水達(dá)標(biāo)排放處理設(shè)備MBR膜生物反應(yīng)器

一、簡(jiǎn)介
在污水處理水資源再利用領(lǐng)域，MBR又稱膜生物反應(yīng)器（Membrane Bio-Reactor），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)。按照膜的結(jié)構(gòu)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(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（ExtractiveMembrane Bioreactor, EMBR）；
③ 固液分離型膜--生物反應(yīng)器（Solid/Liquid SeparationMembrane Bioreactor, SLSMBR, 簡(jiǎn)稱 MBR）。
曝氣膜
曝氣膜--生物反應(yīng)器（AMBR）早見(jiàn)于Cote.P 等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(wú)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。
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(guò)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。

市政廢水達(dá)標(biāo)排放處理設(shè)備MBR膜生物反應(yīng)器

為了解決這些技術(shù)難題，英國(guó)學(xué)者Livingston研究開(kāi)發(fā)了EMBR。廢水與活性污泥被膜隔開(kāi)來(lái)，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(guò)選擇性透過(guò)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)單元是各自獨(dú)立，各單元水流相互影響不大，生物反應(yīng)器中營(yíng)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*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(yīng)器是在水處理領(lǐng)域中研究得為廣泛深入的一類膜--生物反應(yīng)器，是一種用膜分離過(guò)程取代傳統(tǒng)活性污泥法中二次沉淀池的水處理技術(shù)。
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)行狀況，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/L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(guò)程中還產(chǎn)生了大量的剩余污泥，其處置費(fèi)用占污水處理廠運(yùn)行費(fèi)用的25% ～40% 。傳統(tǒng)活性污泥處理系統(tǒng)還容易出現(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(wèn)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*菌（特別是優(yōu)勢(shì)菌群）的出現(xiàn)，提高了生化反應(yīng)速率；同時(shí)，通過(guò)降低F/M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(wèn)題。

三、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） 
分置式
把膜組件和生物反應(yīng)器分開(kāi)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(guò)濾端，在壓力作用下混合液中的液體透過(guò)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(zhǎng)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 Seyfried,1997）。
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(guò)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，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。
復(fù)合式
形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。

一體式MBR膜生物反應(yīng)器安裝及技術(shù)要求
  （1）以安裝平面布置圖大小尺寸為準(zhǔn)，做好混凝土基礎(chǔ)，基礎(chǔ)要求平均承壓5t/m2，地基承載力特征值Fak應(yīng)大于等于100KPa，基礎(chǔ)上應(yīng)設(shè)置預(yù)埋掛鉤，鋼構(gòu)件應(yīng)采用熱鍍鋅防腐，焊接位置應(yīng)做熱噴鋅防腐，鍍鋅厚度應(yīng)不小于90um且不大于120um，基礎(chǔ)必須水平。在混凝土基礎(chǔ)澆注保養(yǎng)期結(jié)束后才能進(jìn)行安裝。安裝前根據(jù)圖紙和設(shè)備情況，檢查基礎(chǔ)平整性的同時(shí)，用墨線彈出設(shè)備基準(zhǔn)線。
  （2）一體式MBR膜生物反應(yīng)器管道安裝連接應(yīng)該在設(shè)備就位時(shí)考慮好，罐體就位時(shí)必須按設(shè)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(jìn)水與出水方向不能放錯(cuò)，互相間距必須正確。
  （3）罐體安裝就位后，用扁鐵扎帶與基礎(chǔ)底板上面的預(yù)埋掛鉤連接固定，扎帶與設(shè)備接觸位置應(yīng)用橡膠條襯墊，保證不使設(shè)備流動(dòng)上浮。當(dāng)?shù)叵滤槐容^高的時(shí)候，必須在設(shè)備中注入污水（無(wú)污水時(shí)，用其他水源或自來(lái)水代替），充滿度必須達(dá)到70%以上，以防設(shè)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(méi)有問(wèn)題之后，即可用土填入設(shè)備四周與間隙并夯實(shí)。*次填土先回填至罐體頂部，四周分層均勻回填，采用細(xì)沙回填，且回填土中不得含有雜質(zhì)，回填壓實(shí)系數(shù)為0.90。