MBR 一、簡介 我國是世界上21個缺水的之一，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多個城市嚴重缺水，而且在時空上分布極不均勻，開發(fā)利用難度很大。近年來，隨著我國國民經濟的高速發(fā)展和城市化進展的加速，城市需水量快速增加，水污染進一步加劇，導致我國大部分城市普遍存在著水污染嚴重和水資源短缺的問題。雖然近些年許多大中城市建設了污水處理廠，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濟發(fā)展的瓶頸。 面對如此嚴峻的形勢，要經濟和社會持續(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，根據對中水原水水質分析，為中水處理段出水水質，其水處理工藝一般都采用生化處理與物化處理相結合，生化處理降解有機物，物化處理將水與雜質進行分離。 常見生化法有接觸氧化法、生物濾池法、膜生物反應器法（MBR）等。接觸氧化法、生物濾池法耐沖擊負荷、降解有機物質等能力差，且占地大，管理不方便。而且后續(xù)處理操作復雜，運行成本高，不易進行程控化管理（PLC），殺菌全靠消毒工序完成，當投藥不均勻或是投藥系統(tǒng)出現故障時不符合要求的水將進入使用系統(tǒng)，待發(fā)現更改時，用戶已經受到不合格水的侵害。 膜分離生物反應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）膜生物反應器；按照生物反應器需氧可分為好氧和厭氧膜生物反應器。分體式生物反應器把生物反應器與膜組件分開放置，生物反應器的混合液經泵增壓后進入膜組件，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器內。一體式系統(tǒng)則直接將膜組件置于反應器內，通過泵的抽吸得到過濾液，膜表面清洗所需的交錯流由空氣攪動產生，曝氣器設置在膜的正下方，混合液隨氣流向上流動，在膜表面產生剪切力，以減少膜的污染。一體式膜生物反應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器，在工程上應用較多。 膜生物反應器利用膜分離設備將生化反應池中的活性污泥和大分子物質截留住，活性污泥濃度因此大大提高，水力停留時間（HRT）和污泥停留時間（SRT）可以分別控制，而難降解的物質在反應器中不斷反應、有效降解有機物，出水中SS值趨于零。絕大部分的細菌、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，避免了傳統(tǒng)工藝可能會出現的水質不合格的問題，出水水質完全得到。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反應器污泥濃度（MLSS）可達到5000～20000mg/l以上，所以有機物在MBR池內被自身分解氧化，基本不產生剩余污泥，極少需要排泥，不產生二次污染，僅需利用簡單的PLC技術對水位進行自動控制、膜污染報警及開啟相應反洗設施即可程控化管理。　　 因此，一體化膜-生物反應器工藝通過膜分離技術大大強化了生物反應器的功能，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相比，MBR具有以下明顯優(yōu)勢： 　　1、設備緊湊，占地少。由于生物反應器內將污泥濃度提高了數倍，容積負荷可大大提高，而且用膜組件代替了二沉池和過濾設備，因此，與常規(guī)生物處理工藝相比，膜生物反應器的占地面積可大為減少。 　　2、出水水質好，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有截留作用，生物反應器內生物相豐富，如代謝時間較長的硝化菌得以富集，原生動物和后生動物也能生長；膜出水不受生物反應器中污泥膨脹等因素的影響。因此，MBR的出水質量高，可滿足回用水水質的要求。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同時被去除。 　　3、生物處理單元中污泥濃度高、泥齡長，對有機物的去除率高。 　　4、對于氮、磷污染物有較高的去除率。 5、污泥產量少，對于傳統(tǒng)的活性污泥法，過長的污泥齡將會導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行并不影響出水水質。剩余污泥量的減少，可以降低污泥處理費用，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施，其優(yōu)越性更為突出降低了對剩余污泥處置的費用。 6、操作簡便可自控，易于實現自動控制運行、無需人員操作、管理簡單等優(yōu)點。 三、MBR工藝 四、投資及運行費用 MBR投資費用大概是2500～5000元/(m3.d-1)，運行費用主要由電費、藥劑費、人工費、污泥處置費四部分組成。其中藥劑費主要是指膜組件化學清洗所消耗藥劑的費用。由于投加量較小、加之經簡單處理后可重復使用，只有約0.001～0.002元/噸，因此藥劑費可以忽略不計。同時由于MBR工藝自動化程度較高，人工費也較少。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，污泥處置費大概小于0.1元/噸。所以電費的運行成本在四個主要部分中所占比重較大，目前浸沒式MBR運行能耗為0.6～1kw﹒h/m3。運行費用總共大概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 膜生物反應器主要由池體、膜組件、鼓風曝氣系統(tǒng)、泵及管道閥門儀表等組成，污水中的有機物經過生物反應器內微生物的降解作用，使水質得到凈化，而膜的作用主要是將活性污泥與大分子有機物及細菌等截留于反應器內，使出水水質達到回用水水質要求，同時保持反應器內有較高的污泥濃度，加速生化反應的進行。 1、池體：由碳鋼及型鋼等焊接而成，其上設有進、出水管道及排空管道，根據處理量的大小制成相應規(guī)格的池體，為延長池體的使用壽命，池體必須經過特定的防腐。 2、膜組件：MBR作為常規(guī)生化技術與膜分離技術有機結合的新型水處理工藝，在各類污水處理及回用領域得到了越來越廣泛的應用。膜組件是本套系統(tǒng)的核心部件，出水水質的好壞與處理成本與其有直接的關系，國內外眾多領域內的實踐表明，選擇化學穩(wěn)定性高、耐污堵性好的膜元件是MBR工藝得以長期穩(wěn)定運行的關鍵。目前我公司可以根據客戶的情況選擇中空纖維式或平板式。 3、鼓風曝氣系統(tǒng)：采用鼓風機 穿孔管曝氣系統(tǒng)，簡單，管道上設有調節(jié)閥來調整膜組件的曝氣強度，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行抽吸，抽吸壓力與膜組件相配，出水流量可以通過流量計直接顯示。通過泵的抽吸得到過濾液，膜表面清洗所需的錯流由空氣攪動產生，曝氣器設置在膜的正下方，混合液隨氣流向上流動，在膜表面產生剪切力，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)。同時為了使MBR系統(tǒng)正常運行，清洗操作較好在線進行。