浅谈膜生物反应器对水质的净化作用

张 月（齐齐哈尔市环境监测中心站 黑龙江 齐齐哈尔 161000）

浅谈膜生物反应器对水质的净化作用

张 月（齐齐哈尔市环境监测中心站 黑龙江 齐齐哈尔 161000）

膜生物反应器是将膜分离装置和生物反应器结合而成的一种处理系统。优点是不仅处理简单、快捷而且高效。膜生物反应器尤其在处理生活污水和工业废水中起到主导作用。但是由于造价费用高等问题，膜生物反应器在污水处理方面还受到限制。本文简单讲述了膜生物反应器的分类和作用以及面临的问题，对未来膜生物反应器有些展望。

膜生物反应器；分类；原理；应用

1 膜生物反应器的介绍

最近中央一台连续报道了中国今年可用水量还不及去年的一半。水资源短缺一直是我们努力解决的问题。然而节约用水不是唯一办法，开发处理污水技术也是很重要的。传统的生物处理污水难以满足越来越严格的污水排放标准，各种新型高效的处理技术应运而生，其中膜生物反应器占主导地位。

膜生物反应器技术起源于20世纪60年代的美国。当时美国人用超滤膜代替好氧活性污泥法中的二沉池来处理污水。但这一时期受到膜制造技术的限制，90年代中后期才进行发展。膜生物反应器是将膜分离装置和生物反应器结合而成的一种新的处理系统，将膜分离工程与生物工程结合起来，采用膜分离技术取代普通生物反应器中的二沉池，从而取得高效的分离效果。

2 膜生物反应器的分类

根据膜组件的使用方式和作用的不同，可将膜生物反应器大致分成膜分离式生物反应器、无泡曝气式膜生物反应器以及萃取膜生物反应器。膜分离式生物反应器主要用于分离污水中的固体污染物，无泡曝气式膜生物反应器主要处理高浓度的有机废水，萃取膜生物反应器主要处理工业废水中的优先污染物。

（1）分置式生物反应器。分置式生物反应器归功于膜的有效截留率和浓缩液回流到生物反应器内，提供了生物反应器内较高的微生物浓度和较长的停留时间。分置式生物反应器有清洗更换、运行管理简单的优点。其缺点是需要用高能的动力消耗，使泵提高料液流速来减少沉积在膜表面的污染物，其泵的剪切力会破坏微生物的一定的结构和活性。有研究表明，分置式膜生物反应器在三倍于正常水平的冲击负荷下，其能正常运行，膜过滤出水COD维持在10单位以下，生物反应器污泥上清液COD和透膜压力TMP比正常水平上升，但消除冲击力水平恢复正常。由此可见分置式膜生物反应器该技术出水水质的安全稳定性和操作简便性。

表1 日本梨县粪便污水处理厂处理数据表格

无泡曝气膜生物反应器：无泡曝气膜生物反应器采用透气性的致密膜或疏水性的微口膜，板式或中空纤维式的组件，通过保持透气分压低于泡点来实现。无泡曝气膜生物反应器满足了微生物对氧的大需求。由于传递的气体含在膜系统中，提高了接触时间，从而提高传氧效率。英国工程物理科学研究实验证实，采用无泡曝气膜生物反应器不仅能达到很高的碳去除率而且硝化去除率也很乐观。

（2）萃取膜生物反应器。

萃取膜生物反应器是结合了膜萃取和生物降解将有毒物质从废水中分离并降解。选择透过性膜将废水与活性污泥隔离开来，废水中有毒有机物透过膜，被膜外专性活性污泥降解成CO2和H2O，而废水中的水分子和其他无机成分不能透过膜向活性污泥扩散。适合废水中酸碱度高、盐浓度高、含有有毒生物难降解有机物或者是含挥发性物质的情况。我国很多实验室都采用萃取膜生物反应器来去除地下水硝酸盐，并取得了很好的研究成果。

3 国内膜生物反应器的应用

膜生物反应器在我国的研究始于1993年。我国的膜生物反应器最早应用于生活污水的处理和回用。后来应用于处理工业园区的污水，有些市政污水处理厂的污水通过膜生物反应器处理后用于景观绿化水、灌溉、河道补充等。

表2 膜生物反应器对部分工业废水的处理效果 mg/L

4 膜生物反应器急需解决的问题

膜污染：膜污染指的是过滤料液中物质与膜进行的物理化学作用，在膜表面沉积或吸附，影响膜的通水量下降。清洗膜是国内外研究的重点。性能优越的新型分离膜，尤其是耐污染膜的开发研制是未来发展的一个趋势。

经济性的问题：由于基建费用高，控制较复杂，目前尚无实际规模的应用。需要开发造价低的膜生物反应器，降低成本，缓解高耗能的必要。研制高效、高强度、廉价膜材料会增大使用范围。

〔1〕Lee DA，Bader DL.Compressive strains at physiologicalfrequencies influence the metabolism of chondrocytesseeded in agarose〔J〕.J Orthop Res，1997，15〔2〕：181-188.

〔2〕孟耀斌，文湘华，钱易，邢传宏.分置式膜生物反应器处理生活污水的抗冲击负荷力〔J〕.环境科学学报，2000，9（5），22-26.

〔3〕Xie Y，Hardouin P，Zhu Z，etal.Three-dimensional floeperfusion culture systerm for stem cell proliferation inside thecritical size beta-tricalcium phosphate〔J〕.Tissue Eng，2006，12（12）：3535-3543.

〔4〕郑祥，魏源送，樊耀波，刘俊新.膜生物反应器在我国的研究及应用.中国土木工程学会水工分会理事会会议，2002.

Membrane bioreactor is the hope of slowing down the short of water resource

ZhangYue（Environment Monitoring Station of Qiqihaer Heilongjiang 161000）

Membrane bioreactor is a systerm of the combination of membrane separation device and bioreactor.The excellency is easy，quick and high efficiency.Membrane bioreactor plays a role in dealing with living waste water and industrial sewage.However，it has its limit that is its high cost.The article tells the classification，the application and the problems we are facing.There are some outlook on it.

Membrane bioreactor Classification Theory Application

X703

A

1674-263X（2016）01-0076-02

2016-02-16

张月（1988-），女，本科，助理工程师，从事环境监测工作。