分置式MBR 工艺研究

刘 宇

（江苏省邮电规划设计院有限责任公司 江苏南京 210019）

1 概述

我国水资源相对匮乏，人均可再生淡水资源仅为世界平均水平的1/3，在所有国家中排名倒数第15位，而人均消费量却占水资源总量的22%，是世界平均水平的2.44倍，即使如此，由于我国长期的城镇化和工业化发展导致了各地水污染现状十分严峻。据一项对全国城镇有水质监测数据的2326个地表水水源地的评价结果显示，约有55%的水源地水质达不到国家标准要求，城镇地表水水源地水质合格率超过80%的省、市、自治区的只有3个，分别为天津（100%）、西藏（96%）和海南（86%），而上海市地表水水源地水质合格率最低，为0。其中不合格水源地的超标项目主要是有机污染为主[1]。城市废水污染也制约了当地经济的发展，给人们的生产生活带来较大影响，加强城市污水治理工作刻不容缓。

2 分置式MBR 工艺及其特点

2.1 分置式MBR 工艺原理

膜生物反应器（MembranceBio-Reactor）又称MBR，是一种将膜分离技术与生物处理技术结合起来的一种新型水处理技术。根据膜组件与生物反应器的组合方式的不同，可以将MBR细分为分置式MBR、一体式MBR和复合式MBR三种基本类型。

分置式MBR是指膜组件与生物反应器分开设置，膜组件在生物反应器的外部，生物反应器反应后的混合液进入膜组件分离，分离后的清水流出，污泥回流到反应器中继续参加反应[2]（见图1）。

图1 分置式MBR 工艺流程

2.2 分置式MBR 工艺优点

一体式中的膜组件主要是放置于反应器内部，受到曝气、污泥等许多因素的影响常常会导致出水稳定性得不到保障，而且对于操作条件要求较高，管理起来也不是十分方便。与之相比的是通过循环泵来增强料液循环的错流运行的分置式MBR，这种工艺具有运行稳定可靠、操作简便、易于管理，而且由于膜组件与反应器是相对独立，因此对于膜组件的安装、更换、增设以及清洗等等都较为简便。

2.3 分置式MBR 工艺的不足

料液的循环流速很高，因此，动力消耗较大，与传统污水处理工艺相比系统运行费用高，但较一体式MBR运行费用有优势。此外，由于循环泵产生的剪切力会造成微生物的活性受到损害，对生物处理效果具有不利影响。

3 分置式MBR 的实践应用

琚冉，薛飞等[3]以一座日处理能力为150m3的校园住宿区污水小型污水处理工程为例，原水水质CODcr为150-250mg/L,氨氮为15-40mg/L,浊度20-60，色度为70-120，pH为5.5-8.5，溶解性固体为1000-3000mg/L；原水经处理后主要用于绿地浇灌及厕所回用水，出水水质CODcr＜40mg/L,氨氮为＜5mg/L,浊度＜5，色度为＜20，pH为6-7.5，溶解性固体为＜800mg/L，膜组件有效容积为50m3，该项工程的固定资产投资为59.42万元，处理污水的成本为2.19元/m3，略微要比传统的水处理工艺要贵一点，水处理电耗为1.6w·h/m3，高于传统水处理工艺的0.3-0.4w·h/m3，但是分置式MBR比一体式MBR在基建费用方面节省了14.05万元，在运行成本方面，分置式MBR单位水量动力费用节约0.211.6kW·h,单位水量分置式成本为2.19元/m3，较一体式的2.68元/m3便宜0.49元/m3，具有一定的运行成本优势。

4 讨论

分置式MBR具有很好的推广价值，但也需要进一步完善的地方：1）膜制造成本较高，质量还有待进一步提高，以降低推广成本；2）控制好适当的污泥浓度，以降低分置式MBR的运行能耗；3）由于分置式MBR对于动力要求较大，这就需要在后期运行过程中加强新型耐污染膜材料的研究开发；4）膜格栅是整个MBR工艺系统运行的瓶颈，不管选用何种型式的膜格栅都应留有至少30%以上的备用量[4]；5）对分置式MBR提高料液流速，以提高泥水混合液对膜表面的剪切力作用，从而降低浓差极化和沉积层的形成，提高水通量[5]。

5 结语

膜生物反应器的运行能耗费用与系统规模、工艺流程设计、选择膜形式、膜通量、污泥浓度等等均有关系，因此要做好设备选型和优化流程设计工作[6]。与传统方法相比，分置式MBR在污水处理稳定可靠性、操作管理以及膜管清洗等方面具有诸多优势，有效克服了与污泥沉降性能有关的限制，并很好的起到了取代二沉池的作用，实现了污水澄清和除菌的理想效果，具有很好的应用前景。

[1]王研,唐克旺,徐志侠.等.全国城镇地表水饮用水水源地水质评价[J]水资源保护,2009,25（2）：1-4.

[2]孙孝龙,普红平.新型废水处理技术-膜分离生物反应器（MBR）.[J]环境科学与技术,2003,26（5）：49-51.

[3]琚冉、薛飞、赵玉华.分置式MBR设计与技术经济分析.[J]现代商贸工业,2009（1）：379-380.

[4]刘燕云.MBR处理工艺主要设备选型及常见问题探讨[J]给水排水,2012,38（4）：91-96.

[5]谭译,李勇,黄勇.膜生物反应器的优缺点及改进思路[J]江苏环境科技,2006,19（6）：49-53.

[6]宋艳.外置式MBR与浸没式MBR的运行比较[J]甘肃科技,2011,27（17）：85-86.