任 凱

（中材科技股份有限公司 江蘇南京 210012）

1 引言

我國面臨著嚴(yán)峻的水資源危機形勢，許多城市水資源短缺，隨著現(xiàn)代工業(yè)和人口的迅猛增長，社會用水量激增，但是現(xiàn)存的水資源是有限的，同時還面臨著日益嚴(yán)重的水污染問題，水資源缺口越來越大。中水回用是將生產(chǎn)和生活過程中產(chǎn)生的優(yōu)質(zhì)雜排水、雜排水以及生活污水經(jīng)過處理后達到到《生活雜用水水質(zhì)指標(biāo)》標(biāo)準(zhǔn)（CJ25.1-89），可以在一定范圍內(nèi)重復(fù)使用的非飲用水。中水在經(jīng)濟方面具有很好的可行性，可以將中水作為景觀用水、綠化用水、工業(yè)冷卻水等，這樣可以大幅度的降低對天然水的消耗量，有效緩解水資源危機問題，實現(xiàn)水資源的良性循環(huán)。膜生物反應(yīng)器應(yīng)用于處理污水可以使污水經(jīng)過處理達到城市污水再生利用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)消毒后再次進行回用。

2 膜生物反應(yīng)器（MBR）原理及分類

膜生物反應(yīng)器（MBR）是膜技術(shù)與生物反應(yīng)器的有機組合，它利用膜分離技術(shù)代替二沉池作用，將活性污泥和大分子有機物質(zhì)截留住，在一定程度上提高了活性污泥濃度，也能夠更好的控制水力停留時間和污泥停留時間，使難降解物質(zhì)得到更好的去除。膜生物反應(yīng)器將兩者的結(jié)合使得生物反應(yīng)器的性能大大提升，同傳統(tǒng)的生物處理方法相比，其生化效率更高，抗沖擊負荷能力增強，能夠保持更加穩(wěn)定出水水質(zhì)，不會占用太大面積，更容易實現(xiàn)自動控制。

膜生物反應(yīng)器按膜組件與生物反應(yīng)器組合的不同可以分為：一體式膜生物反應(yīng)器、分置式膜生物反應(yīng)器和復(fù)合式膜生物反應(yīng)器。

3 不同膜生物反應(yīng)器在中水回用中的應(yīng)用

3.1 一體式膜生物反應(yīng)器特點及應(yīng)用

一體式膜生物反應(yīng)器是日本學(xué)者Yamamoto等在1989年首先開發(fā)的。其原理是在生物反應(yīng)器中放置膜組件，再通過泵的抽吸獲取過濾液，曝氣器在膜的外部產(chǎn)生一種剪切力，將膜表面的懸浮物去除，從而降低膜污染。一體式膜生物反應(yīng)器在處理高氨氮廢水中有著良好效果。張西旺等研究表明：利用一體式膜生物反應(yīng)器處理生活污水，進水COD、氨氮含量分別為由330mg/L、85~115mg/L，出水分別為25mg/L、5mg/L，符合標(biāo)準(zhǔn)，可以被用作景觀用水、清洗用水。

一體式膜生物反應(yīng)器就是整體系統(tǒng)性好，因此降低了其占地面積；運行費用也大為降低；不足是反應(yīng)器存在膜污染問題、設(shè)備需清洗等問題。

3.2 分置式膜生物反應(yīng)器的特點及應(yīng)用

分置式膜生物反應(yīng)器和一體式反應(yīng)器不同，膜組件和生物反應(yīng)器是分開的，其原理是利用循環(huán)泵為生物反應(yīng)器中的混合液增壓，然后通入膜組件的過濾端，在壓力作用下混合液透過膜從而得到處理。分置式膜生物反應(yīng)器在國內(nèi)外工程實踐中得到良好的應(yīng)用，分置式MBR在技術(shù)和經(jīng)濟上都是可行的，實踐表明系統(tǒng)對污水COD、氨氮都有著良好的去除效果，對于SS和色度的處理效果更加顯著，達到了回用的要求。

分置式MBR中的膜組件與生物反應(yīng)器間獨立性高，不會產(chǎn)生交叉影響；提高了單位面積通水量；運行穩(wěn)定性好，也便于人工操作控制；但不足之處就是單位水能耗高、占地而積較大。

3.3 復(fù)合式膜生物反應(yīng)器的特點及應(yīng)用

復(fù)合式膜生物反應(yīng)器和一體式膜生物反應(yīng)器類似，膜組件和反應(yīng)器是一體的，出水方式是重力出水或負壓出水，兩者生物反應(yīng)器的型式不同，復(fù)合式MBR是在生物反應(yīng)器中安裝填料，由此形成的復(fù)合式處理系統(tǒng)可以使系統(tǒng)的抗沖擊負荷增強，同時反應(yīng)器中懸浮性活性污泥濃度維持在穩(wěn)定水平，使膜污染得到控制，同時保證較高的膜通量。楊孟等將復(fù)合式膜生物反應(yīng)器應(yīng)用于生活污水的處理回用中取得很好的效果，其對氨氮、TOC、色度的去除率均達到了90%以上。

復(fù)合式膜生物反應(yīng)器的優(yōu)點在于系統(tǒng)處理污水的效果更好，此外其整體抗沖擊負荷能力也非常好，避免了反應(yīng)器中污泥濃度過高的問題，消除了其對膜通量的影響；缺點是工藝更為復(fù)雜，控制要求高。

4 MBR應(yīng)用于中水回用的效益及前景

中水回用長期經(jīng)濟效益是明顯的，中水回用雖要增加工程建設(shè)投資，但輸送距離短，在一定程度上減少了取水和污水處理的費用以及上下水管道的建設(shè)及維護費用，同時隨著膜材料的改進和生產(chǎn)規(guī)模的擴大、性能的提高、使用壽命的延長與膜價格的降低，MBR的運行費用有望大大降低，因此膜生物反應(yīng)器應(yīng)用于中水回用具有很好經(jīng)濟效益；中水回用有良好的環(huán)境效益：中水的循環(huán)利用減少了從自然環(huán)境中的取水量，可以減輕由于水資源超采帶來的環(huán)境危害，緩解水資源危機狀況，同時也減少污水的排放，減少對天然水體的污染。

MBR工藝應(yīng)用于中水回用前景廣闊，（1）國家正在大力發(fā)展中水回用，出臺相關(guān)政策和標(biāo)準(zhǔn)來鼓勵和規(guī)范中水回用和膜生物反應(yīng)器的設(shè)計使用；（2）對于膜生物反應(yīng)器研究及應(yīng)用日趨成熟，國內(nèi)外已經(jīng)有許多工程實踐，其自動化水平高，易于操作管理，節(jié)省管理費用，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，膜生物反應(yīng)器在我國蓬勃興起的中水回用領(lǐng)域?qū)碛懈玫那熬啊?/p>

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