李亮 張志鵬 印顯東

摘要：MBR技術(shù)是用活性污泥法結(jié)合膜分離技術(shù)同步作用達到污水處理的工藝類型，是水資源這種不可再生資源得以回收利用的一種核心技術(shù)，其在環(huán)境保護日趨嚴格的狀態(tài)下不斷發(fā)展。本文主要探討MBR技術(shù)在污水處理與回用工藝中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：MBR；污水處理；回用工藝；應(yīng)用

中圖分類號：X703.1 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-672X（2018）07-0059-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.07.032

Application of MBR in wastewater treatment and reuse process

Li Liang，Zhang Zhipeng，Yin Xiandong

（Chongqing Teck Environmental Protection Technology Co.， Ltd.， Chongqing 401121， China）

Abstract ： MBR technology is a process technology that uses activated sludge and membrane separation technology to achieve wastewater treatment simultaneously. It is a core technology for the recycling of water resources， which is a non-renewable resource. Development， this article mainly discusses the application of MBR technology in sewage treatment and reuse.

Key words： MBR； Wastewater treatment； Recycling process； Application

水資源作為一種不可再生的資源，如何有效地對其進行回收利用，是一個非常重要的問題。污水處理就是實現(xiàn)水資源再生利用的一種專業(yè)技術(shù)，在眾多的污水處理方法中，MBR技術(shù)是利用率較高的一種處理方式，其又被稱為膜生物反應(yīng)器。在這種處理技術(shù)中，可應(yīng)用的膜的類型有多種分類，分別具有不同的作用原理，只有選擇合適類型的膜，才能滿足相應(yīng)的污水處理要求。

1 MBR處理技術(shù)概述

1.1 MBR的結(jié)構(gòu)

MBR作為一種不同環(huán)節(jié)協(xié)同作用的技術(shù)類型，其是由幾部分不同的結(jié)構(gòu)組合而成的，分別為膜組件、生物反應(yīng)器以及泵結(jié)構(gòu)。在這三部分結(jié)構(gòu)中，不同的結(jié)構(gòu)分別在污水處理過程中起到不同的作用。在整體結(jié)構(gòu)的運行中，污水處理是靠三個環(huán)節(jié)的結(jié)構(gòu)按照一定的秩序共同運行發(fā)揮作用而實現(xiàn)的。各個結(jié)構(gòu)在污水處理中的具體作用如下：生物反應(yīng)器主要承擔(dān)污水的分離、處理的核心環(huán)節(jié)，在這個環(huán)節(jié)中，生物反應(yīng)器主要依靠其中不同類型的膜結(jié)構(gòu)對水資源中的污染物通過過濾作用完成分離和凈化處理[1]。在應(yīng)用這一結(jié)構(gòu)時，相關(guān)的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)注意，要根據(jù)不同污染物的自身性質(zhì)以及不同膜結(jié)構(gòu)與之產(chǎn)生作用的原理來選用膜結(jié)構(gòu)。常用的膜結(jié)構(gòu)類型有曝氣膜、萃取膜等。而膜組件實際上是進行完初步的污水處理后實施二次水停留和沉淀的結(jié)構(gòu)，其主要作用是在膜組件中完成污水中的固體和液體的分離過程。而泵結(jié)構(gòu)，是完成污水處理中水輸送的動力結(jié)構(gòu)。在MBR的組合類型中，可以分別以膜組件在污水處理系統(tǒng)中的所在位置將其進行分類。其中，一體式的MBR是指膜組件結(jié)構(gòu)被放置在生物反應(yīng)器的內(nèi)部，與生物反應(yīng)器組合成為一個整體來發(fā)揮作用；而分置式的MBR則是將膜組件與生物反應(yīng)器作為兩個獨立的結(jié)構(gòu)分離放置的。

1.2 MBR的特征分析

首先，利用MBR實施污水處理，凈化后的水資源水質(zhì)優(yōu)良。主要是由于這種污水處理方式主要是依靠膜的作用實現(xiàn)污水處理，由于膜結(jié)構(gòu)的自身性質(zhì)，其應(yīng)用于污水處理時的高效性特征明顯[2]。因此，對水資源的凈化程度也相對較高，經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)，利用此方法進行處理的污水水質(zhì)，在回用時可以列入市政雜用水的范疇。

其次，自身結(jié)構(gòu)簡單，不受環(huán)境條件的限制。利用生物反應(yīng)器（MBR）進行污水處理，處理過程中反應(yīng)器內(nèi)的微生物含量能夠時刻保持在高濃度的水平上，裝置的容積負荷能力也比較強，這使得其具有占地面積小的優(yōu)勢。污水處理的全過程只需要三部分簡單的結(jié)構(gòu)，工作原理相對簡單，操作方便易行，不容易受到空間或環(huán)境條件的限制[3]。另外，這種簡單的組合型結(jié)構(gòu)，還有利于技術(shù)人員通過一定的自動化技術(shù)進一步提高其應(yīng)用效率。

第三，污泥產(chǎn)生量小。在傳統(tǒng)的污水處理工藝中，必然會產(chǎn)生一定量的污泥，成為污水處理的殘留污染物。因此，還需要一定的成本費用完成污泥處理的工作。但在利用生物膜反應(yīng)器后，可將剩余污泥的產(chǎn)生量降到最低，基本不對外部環(huán)境造成二次污染，也不會產(chǎn)生相應(yīng)的處理費用。

2 MBR在污水處理與回用中的應(yīng)用

2.1 分置式的膜生物反應(yīng)器的應(yīng)用

這種膜生物反應(yīng)器的應(yīng)用起始時間較早，最早開始于20世紀(jì)80年代，主要應(yīng)用的領(lǐng)域為石油化工行業(yè)中的污水處理。最初的分離式膜生物反應(yīng)器，其研制和應(yīng)用的原理是生物的好氧和厭氧性質(zhì)。隨著研究水平和相關(guān)技術(shù)能力的提升，專業(yè)人員對反應(yīng)器的運動性質(zhì)、膜通量等指標(biāo)的了解和控制更加全面，并且分析研究得出了影響膜通量的主要因素。但這種形式的MBR，由于其反應(yīng)器和膜組件是獨立的兩個運行個體，雖然在污水處理的工作中由于相互干擾產(chǎn)生問題的幾率較小，但其發(fā)揮作用時，需要較大的動力能量來源，才能使加壓泵發(fā)揮出促進壓力升高的作用，從而進一步激發(fā)膜結(jié)構(gòu)表面的快速錯流現(xiàn)象，減少對膜的污染。在高壓和高速錯流的要求下，污水處理過程必然會需要很大的動力消耗。利用這種方式進行污水處理，其能耗達到了2～10kWh/t，較之傳統(tǒng)的污水處理能耗，超出其將近20倍之多。屬于能耗較大的一種類型的生物膜反應(yīng)器。

2.2 一體式膜生物反應(yīng)器的應(yīng)用

所謂的一體式膜生物反應(yīng)器，實際上就是指污水處理的膜組件結(jié)構(gòu)與反應(yīng)器結(jié)構(gòu)作為一個整體發(fā)揮作用。這種反應(yīng)器的應(yīng)用最初出現(xiàn)在日本，其應(yīng)用領(lǐng)域主要在于生活污水的處理。這種兩者結(jié)合同步發(fā)生作用的反應(yīng)器模式有利于提高污水處理的效率和質(zhì)量，同時，由于結(jié)合應(yīng)用的優(yōu)勢，可在大規(guī)模的污水處理和回用工作中進行使用。這類膜生物反應(yīng)器的最新研究結(jié)果來源于歐洲國家。其在污水處理中的應(yīng)用流程是，在重力作用下或者通過水泵的人工抽吸作用產(chǎn)生負壓力，作為出水的動力，在抽吸泵的選用上，這類反應(yīng)器通常采用真空式的抽吸泵[4]。在動力消耗上遠遠低于分置式結(jié)構(gòu)的反應(yīng)器，能耗具體數(shù)值僅占分置式的十分之一左右。這種反應(yīng)器結(jié)構(gòu)還可完全利用自然界的重力作用完成出水流程，這就使得出水環(huán)節(jié)的成本費用節(jié)約下來。但由于這類反應(yīng)器的膜組件與反應(yīng)器的聯(lián)合應(yīng)用，膜結(jié)構(gòu)再次污染的速度較快，在連續(xù)作業(yè)的情況下，會對膜結(jié)構(gòu)造成較重的污染，不利于后期的清潔再利用，且膜組件的拆卸程序也相對比較復(fù)雜，在應(yīng)用便捷性上有所欠缺。

3 MBR的應(yīng)用領(lǐng)域簡介

目前，MBR結(jié)構(gòu)在污水處理領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，主要的應(yīng)用領(lǐng)域有生活污水的處理、工業(yè)領(lǐng)域污水的處理以及高濃度污染的污水處理。其中，生活污水雖然污染程度相對較低，但其污水處理的總量較大，利用生物膜反應(yīng)器結(jié)構(gòu)，有利于促進其應(yīng)用成本的節(jié)約。

其次，對于工業(yè)領(lǐng)域的污水處理，其污染源和產(chǎn)生途徑不同，利用反應(yīng)器進行處理時的注意事項也有所區(qū)別。以白酒的廢水處理為例，由于白酒的釀造和勾兌過程需要遵循一定的化學(xué)原理，且其釀造過程實際上是細菌發(fā)酵作用產(chǎn)生的結(jié)果。因此，在白酒的廢水處理過程中，要想使MBR發(fā)揮出其作用，就需要對細菌的好氧和厭氧情況有一個全面的掌握，以便在污水處理流程中，按照相關(guān)的化學(xué)原理完成污水處理過程。

4 污水處理中應(yīng)用MBR的注意事項

由于污水處理工作本身就具有一定的規(guī)模性，且不同的水污染類型，其實際處理過程中的原理和方法也具有一定的差異。因此，在開展大規(guī)模的污水處理工作之前，需要對污水樣本進行取樣，然后在實驗室中模擬污水處理的全過程，并觀察污水處理的效果，對處理后的水質(zhì)中的相關(guān)指標(biāo)進行檢測。這不僅有利于處理技術(shù)人員對整個污水處理流程有一個全面的了解，還有利于避免污水處理過程中出現(xiàn)嚴重的問題，可確保污水處理工作順利開展。

5 結(jié)束語

總之，MBR技術(shù)是一種基于膜結(jié)構(gòu)的污水處理方式，根據(jù)膜結(jié)構(gòu)的不同類型以及膜組件的位置，污水處理的整體結(jié)構(gòu)有不同的組合形式，且不同的生物膜反應(yīng)器具有各自的優(yōu)勢和不足。因此，在實際應(yīng)用中，技術(shù)人員和污水處理單位應(yīng)當(dāng)結(jié)合水污染的污染源類型，選擇適合的處理方法，并嚴格按照規(guī)范的污水處理操作流程開展污水處理工作，力求使MBR結(jié)構(gòu)在污水處理與回用過程中的優(yōu)勢得到充分體現(xiàn)。

參考文獻

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[3]鄒聯(lián)沛，王寶貞，范延臻.SRT對膜生物反應(yīng)器出水水質(zhì)的影響[J].中國給水排水，2000，16（7）：16-18.

[4]黃霞等.膜生物反應(yīng)器廢水處理工藝的研究進展[J].環(huán)境科學(xué)研究，2011，11（1）：40-44.

收稿日期：2018-04-25

作者簡介：李亮（1979-），男，本科，研究方向為污水處理。