基于MBR对冲厕水的重复利用的研究方法

李冰+段铭琦+王志颖+米文娟

摘 要：应用MBR膜技术处理分散性生活污水的工程实例表明，MBR膜对生活污水中的悬浮物去除可达90%以上，对水中的有机物、氨氮、总磷、总氮也有很大程度的去除。在分散性污水及难以收集的地区推广使用MBR膜技术处理，该技术是一种经济高效的处理工艺。

关键词：冲厕水；MBR；回收利用

中圖分类号：TB 文献标识码：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2018.08.091

1 引言

随着工业化水平的发展和人口的增长，水资源的浪费日趋严重，水是世界上所有生命的最基本的物质，是人类宝贵的资源，水资源的重复利用是各个国家的目标也是21世纪重要的全球性挑战，人类的活动和工业的发展污染了自然水资源，加剧了水的短缺。在这种危急的形势下，水处理技术急迫需要快速的发展。洗手间冲水占楼宇总耗水量的30%-40%，对这一部分的水运用膜技术进行轻度的处理，水就可以在卫生间内循环起来，减少水资源的浪费。

2 MBR工艺的简介

2.1 MBR的分类

生物反应器和膜分离组件是膜-生物反应器的两个组成部分，我们通常所说的是膜-生物反应器的总称，它包括三类反应器：（1）固液分离型膜-生物反应器。（2）萃取膜-生物反应器。（3）曝气膜-生物反应器。

固液分离性-膜生物发反应器的特点把生物处理技术和膜的分离技术巧妙的结合起来，使污泥中特效菌的含量大大提高，从而提高了反应的速率。固体和液体的分离效率大大的提高，降低了F/M的比率，从而解决了传统活性污泥法存在的问题。它运行的原理是将传统的活性污泥法的二次沉淀的处理水的技术用膜分离过程取代。我们在传统的污水处理技术中，污水和污泥的分离效率是根据污泥在水中的悬浮状态决定的，自身的重力越重，污泥的沉淀性率就越高，效果也就越好。

萃取膜-生物反应器的特点是将废水与活性污泥用膜分隔开，废水的污泥分别在膜的两侧，这样使废水和微生物不直接接触，含某种活性菌的活性污泥在膜的外侧流动，而废水在膜的内侧与进水槽和出水槽相连。与曝气膜生物反应器类似，萃取膜生物反应器也采用具有传质阻力很小致密的且具有选择透过性的透气性膜或疏水性微孔聚合膜，此类膜能萃取废水中的挥发性有机物，如芳烃、卤代烃等。运行原理是通过膜的作用将活性污泥和废水分隔开来，这样就能实现特定的活性泥在膜的外侧流动，而废水则是在膜的内部流动。所以在这用膜隔离的情况下，废水和微生物就不会直接的接触，因为膜具有选择透过性，所以利用膜的这一特性使得有机物透过膜被微生物降解在膜的另一侧。

曝气膜-生物反应器的特点是有效的提高接触的时间并将氧气的转移效率提高，这样会对曝气的过程有一个更好的控制，与传统的处理工艺相比，免受了停留时间和曝气气泡大小因素的影响。其原理是使用透气性致密膜或微孔膜，以板或中空纤维模块的形式，这可以在持续保持气泡分压低于气泡点，从而在生物反应器中实现无泡曝气。

将生物反应器和膜组件用不一样的方式结合，可以分为第一类分置式膜-生物反应器、第二类复合式膜-生物反应器和第三类一体式膜-生物反应器。其运行原理如下。

运行稳定可靠稳定，便于膜的更换和清洗，膜的通透量一般较大。但在正常的情况下为了降低污染物在膜表面的聚集和延长膜的寿命。为了有较高的横流速度在膜的表面需要使用循环泵的帮助，水循环非常的快，高电力成本的特点。它的运行方式为混合液体被移到生物反应器膜组件的过滤端在循环泵增加压力的情况下，由于外部压力的存在，混合液体中的液体透过膜变为处理水，然后是固体物质和大分子物质则不能透过膜而被留下，留下的这些固体物质就会随着浓缩液回流到生物反应器内。

复合膜-生物反应器的特点在于系统增加了的抗冲击负荷的能力。 此外，悬浮在反应器中活性污泥浓度也随之降低，从而使膜的污染程度降低，始终维持生物膜有较高的膜通量，在形式上复合膜-生物反应器也属于一体式膜-生物反应器，有所不同的是需要在生物反应器中填料。

一体式膜-生物反应器的特点是去掉了混合液体循环系统，并且由于排出水的抽吸而具有相对较低的能耗。 膜生物反应器将曝气池和污水处理池合二为一，这种布置的形式使得有较小的占地面积，节约了资源，越来越多的受到了人们广泛的关注。但它也有不尽人意的地方，它的膜通透量较小，易受污染不利于膜的更换和清洗。运行特点是污染物被混合液中的活性泥去除掉，然后在外力的作用下将水从中滤出。

2.2 MBR反应器的优势和劣势

2.2.1 MBR反应器的优势

首先，污泥和液体的分离更加的高效，与传统的沉淀池相比分离效果要更加的显著，出水的浑浊度和悬浮物的量接近于零。可以直接实现回用节约了资源。其次，它的运行和控制都非常的稳定和灵活，改变了传统工艺的处理方法，将曝气池和污水处理池合并容易实现一体化，节省投资，操作管理更加的方便。

2.2.2 MBR反应器的劣势

MBR在广泛应用的同时，也发现了MBR的一些缺点。 MBR膜的成本相对较高，这使得MBR工艺比传统的污水处理工艺有更高的资金投入。MBR在使用过程中非常容易发生膜污染，而且彻底清洗更加困难。 一般需要用1000～1500mg / L的Naclo溶液清洗，但洗涤后会功能会有一定程度的减弱。另一个缺点是耗能比较高，这也将关系到这种方案是否可行。MBR膜处理污水的电能高于活性泥污法0.3～0.4kw·h /m3的电能。实际验证标明MBR反应器消耗的电能为0.6～2 kw·h /m3，常规分离式消耗的电能为 3～4 kw·h /m3。且膜的使用寿命只有三到五年的时间，平均每年要更换五分之一的膜，大大增加了运行的成本。MBR一般是好氧，所以对磷的去除效果不好。

3 MBR工艺在冲厕水水处理中的应用

冲厕所排的污水占我们城市生活污水非常大的一部分，人们已经越来越重视它的排放和处理。传统水冲式厕所在每次冲水时，实际上是用98%的清洁水冲掉2%的粪便。这样会对我们赖以生存的水资源造成非常大的浪费，另外，厕所污水中含有大量的对环境有影响的有机污染物和氨氮。未经处理的冲厕水会形成难闻的恶臭，污染环境，滋生大量的蝇虫，粪便中的有害细菌会引发肠道传染病的传播。endprint

MBR工艺流程如图1。

4 结论

对冲厕水在源头进行回收处理再利用，解决了水资源的大量浪费，省时环保，将这种小型的污水处理装置安放在楼宇免去远距离处理污水的成本，实现在源头进行污水处理的重复利用。从我国的资源现状来看，我国是极度缺乏水资源的，对再生水的需求量极大，因此，对再生水的利用将是国家未来发展的重中之重，污水控制和回收利用也是解决水资源匮乏的重要手段。所以寻求高效、绿色、简单的污水处理技术是必要的，符合我们国家科学发展观的基本要求，由此看来MBR膜处理冲厕水的技术将会在污水处理中发挥重要的作用。

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