MBR工艺及其在中水回用中应用比较研究

摘 要：本文在分析了MBR工艺原理、类型、特点以及应用范围的基础上，对MBR工艺和接触氧化法在中水回用中的应用进行了对比。MBR工艺具有较强的稳定性、安全性，占用空间更少，日常维护管理简单、易操作且成本低，具有很好的应用前景。

关键词：MBR工艺；中水回用；接触氧化法

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.12.039

0 概述

中水又叫再生水，是污水处理后达到相应的水质标准，满足使用需求可以进行再次使用的水。通过MBR工艺处理后的污水达标排放，其优势在于经消毒后能够满足城市中水使用标准，广泛应用于市政园林绿化、城市景观以及车辆冲洗等领域。

1 MBR工艺原理、类型及特点

1.1 工艺原理

膜生物反应器（MBR工艺）是一种将膜高效分离技术与传统活性污泥法相结合的新型高效污水处理工艺。利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物截留，减少剩余污泥产生量（甚至为零），解决了传统活性污泥法的诸多不足。此外，不需要二沉池构造，节约空间和成本。MBR工艺强化了生物反应器功能，提高了活性污泥浓度，可以分别控制水力停留時间和污泥停留时间，污水中一些难降解的物质在反应器中不断反应、降解。

1.2 工艺类型

根据不同标准，MBR工艺又可以进一步细分为不同类型。（1）按生化系统和膜分离系统的相对位置，MBR可分为分置式和一体式。分置式MBR是将膜组件放置在单独膜池内，一体式则是将膜组件直接放置在生化系统内。（2）按膜组件的放置位置的不同，MBR可分为浸没式和管式，浸没式是将膜组件浸没于生物反应器或膜池内，管式则是将膜元件装填在膜管内，再设置膜架放置膜管。（3）按过滤推动方式，MBR可分为正压式和负压式。正压式MBR多采用管式膜，通过料液循环错流运行，生物反应器的混合液由泵增压后进入膜组件，在压力作用下滤液成为系统处理出水，大分子等物质被膜截留。负压式多采用浸没式，通过泵的负压抽吸作用得到膜过滤出水。

1.3 工艺特点

MBR工艺处理城市生活污水具有良好的应用效果和推广前景。该工艺具有：（1）出水水质稳定。MBR中的膜能够截留微生物，缩短活性污泥驯化、增量过程，加强了污水的处理深度和系统的抗冲击力，出水稳定。（2）占地面积较小。MBR工艺处理污水能够在高负荷下运转，设备紧凑，提高容积负荷，膜组件替代二沉池和过滤设备，减少占地面积。（3）管理简便。MBR工艺原理主要是通过膜的抽吸来进行泥水分离，MBR出水因污泥膨胀因素影响较小，且工艺的自动化程度高，管理方便。（4）抗冲击性强。MBR工艺处理污水时，当进水水量短时间内有较大变化时，可以通过短时间内加大膜通过流量以缓解冲击，而当进水水质变化，较高的污泥浓度也可以起到很好的缓解冲击效果。

1.4 适用范围

MBR工艺具有高效的污水处理效果，并在多个领域得到了广泛应用，被认为是中水回用的最佳选择。如：小区污水处理、对绿化美观有要求的公司、工程，占地面积有限的改造项目，以及对出水水质有着严格要求的地区。

2 MBR与接触氧化工艺应用比较

接触氧化法与MBR工艺用于中水处理在国内已有30多年历史，大多通过了验收，并运行良好。但MBR工艺无论是在工艺流程、处理效果、投资成本以及后期的运行维护管理等方面都具有优势。

2.1 处理流程比较

接触氧化工艺应用中水处理，首先将原水提取通过隔油池、格栅和曝气调节池后，经由提升泵提至一、二级曝气池，再经过初沉池沉淀后进入三级曝气池，二沉池沉淀后将中间水池经由过滤泵提至过滤罐，加药消毒后达标排放，实现变频供水利用。而MBR工艺则将接触氧化工艺流程中的第三级曝气池和沉淀池改造为膜处理池，取消了一、二级曝气池和初沉池、过滤罐，有效容积大幅提升。

2.2 处理效果比较

从日常的处理效果观测来看，无论是出水稳定性、浊度、消毒效果，以及臭味等MBR均要优于接触氧化工艺。具体原因，MBR工艺结合了高容积负荷和纳滤，对来水用水的不规律适应性强，抗冲击力要优于接触氧化工艺的抗水力负荷冲击。而接触氧化工艺生物相易波动，处理效果不稳定，大肠菌群以及总余氯不达标。

2.3 工艺运行比较

无论是MBR工艺还是接触氧化工艺处理中水回用的日常运行费用主要是设备维修费、化学品消耗费用和补充自来水费用。接触氧化法由于水质波动大，在生物相培养调整、过滤罐反冲洗以及更换滤料等会增加自来水使用成本的消毒剂等。而MBR工艺美院过滤罐和生物填料等问题，水质处理稳定，节省生物填料更换和过滤罐清洗等费用。考虑MBR工艺中的膜组件更换会增加运行成本，可通过严格管理来降低成本。

2.4 工艺维护比较

MBR工艺和接触氧化法后期的维护费用都是一笔不小的开支，各自的维护方法和维护关注的重点差别较大。其中，MBR主要是做好膜组件的维护，为不影响系统正常运行，可采用分组停机方式进行，要严格控制杂物、残渣等进入膜处理池，防止损伤膜组件表面，及时修补或更换受损膜片。鉴于纳滤后细菌指标在消毒前已实现达标，因此，正常按MBR工艺流程要求定量投加消毒剂即可。接触氧化工艺设备较多，重点需要做好生化池、过滤罐的维护和消毒剂投加。

3 结语

我国是水资源匮乏的国家，人均水资源的占有量仅为世界人均占有量的1/4，还呈现出区域分布不均等严峻形势。随着城市化进程的加快，城市用水量激增，全国300多个大中型城市就有50多个属于缺水型城市。因此，探讨城市中水回用技术具有积极的现实意义。通过MBR工艺的分析和探讨，对于深化工艺认识，完善工艺流程，推广工艺应用，发挥工艺的社会价值、经济价值和环境效益都具有积极意义。通过比较MBR和接触氧化工艺处理中水可以得出：MBR工艺更具稳定性、安全性，占用空间更少，日常维护管理简单、易操作且成本低，因此，具有很好的应用前景。

参考文献：

[1]王仲旭，郑艳芬，李国会等.膜生物反应器中水回用研究现状[J].中国环境管理干部学院学报，2011，21（06）：69-70.

[2]卢旷.三种膜生物反应器（MBR）工艺在中水回用中比较研究[J].资源节约与环保，2013（05）：23-24.

作者简介：高海平（1981-），男，山东烟台人，本科，助理工程师，主要从事水污染控制研究。