天津众迈MBR膜反应器工艺技术

天津众迈MBR膜反应器工艺技术

工艺介绍

MBR 是一种将活性污泥生物处理过程和膜分离过程结合起来的处理工艺。MBR 有两种组合方式，分体式和一体式。分体式是将生物处理单元和膜分离单元分开放置的，而一体式则是将膜分离元件放置在生物处理单元内。一般小型系统倾向于采用一体式MBR，而大型系统则更倾向于将膜分离单元独立于生物反应池，相当于取代了传统工艺中的二沉池。

MBR 工艺与传统工艺相比的优点：

◇大大减小了占地面积，从而减少了土建费用；

◇更好的杂质去除率，没有结块翻池现象；

◇更好的出水质量，SDI≤3；

◇改善了生化处理过程，增加了容积负荷，延长了HRT 和SRT，大大减少了污泥排量，从而减少了污泥处理的费用；有利于氨氮的去除；

◇运行更加稳定。

工艺特点

与许多传统的生物水处理工艺相比，MBR 具有以下主要优点：

出水水质优质稳定

由于膜的高效分离作用，分离效果远好于传统沉淀池，处理出水极其清澈，悬浮物和浊度接近于零，细菌和病毒被大幅去除，出水水质优于建设部颁发的生活杂用水水质标准（CJ25.1-89），可以直接作为非饮用市政杂用水进行回用。

同时，膜分离也使微生物被*被截流在生物反应器内，使得系统内能够维持较高的微生物浓度，不但提高了反应装置对污染物的整体去除效率，保证了良好的出水水质，同时反应器对进水负荷（水质及水量）的各种变化具有很好的适应性，耐冲击负荷，能够稳定获得优质的出水水质。

剩余污泥产量少

该工艺可以在高容积负荷、低污泥负荷下运行，剩余污泥产量低（理论上可以实现零污泥排放），降低了污泥处理费用。

占地面积小，不受设置场合限制

生物反应器内能维持高浓度的微生物量，处理装置容积负荷高，占地面积大大节省；该工艺流程简单、结构紧凑、占地面积省，不受设置场所限制，适合于任何场合，可做成地面式、半地下式和地下式。

可去除氨氮及难降解有机物

由于微生物被*截流在生物反应器内，从而有利于增殖缓慢的微生物如硝化细菌的截留生长，系统硝化效率得以提高。同时，可增长一些难降解的有机物在系统中的水力停留时间，有利于难降解有机物降解效率的提高。

操作管理方便，易于实现自动控制

该工艺实现了水力停留时间（HRT）与污泥停留时间（SRT）的*分离，运行控制更加灵活稳定，是污水处理中容易实现装备化的新技术，可实现微机自动控制，从而使操作管理更为方便。

易于从传统工艺进行改造

该工艺可以作为传统污水处理工艺的深度处理单元，在城市二级污水处理厂出水深度处理（从而实现城市污水的大量回用）等领域有着广阔的应用前景。

膜--生物反应器也存在一些不足。主要表现以下几个方面：

（1）膜造价高，使膜--生物反应器的基建投资高于传统污水处理工艺；

（2）膜污染容易出现，给操作管理带来不便；

（3）能耗高：首先MBR泥水分离过程必须保持一定的膜驱动压力；其次是MBR池中MLSS浓度非常高，要保持足够的传氧速率，必须加大曝气强度；还有为了加大膜通量、减轻膜污染，必须增大流速，冲刷膜表面，造成MBR的能耗要比传统的生物处理工艺高。

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工艺用膜

膜可以由很多种材料制备，可以是液相、固相甚至是气相的。使用的分离膜绝大多数是固相膜。根据孔径不同可分为：微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜；根据材料不同，可分为无机膜和有机膜，无机膜主要是微滤级别膜。膜可以是均质或非均质的，可以是荷电的或电中性的。广泛用于废水处理的膜主要是由有机高分子材料制备的固相非对称膜。

膜的分类依据及分类：

膜材质

1、高分子有机膜材料：聚烯烃类、聚乙烯类、聚丙烯腈、聚砜类、芳香族聚酰胺、含氟聚合物等。

有机膜成本相对较低，造价便宜，膜的制造工艺较为成熟，膜孔径和形式也较为多样，应用广泛，但运行过程易污染、强度低、使用寿命短。

2、无机膜：是固态膜的一种，是由无机材料，如金属、金属氧化物、陶瓷、多孔玻璃、沸石、无机高分子材料等制成的半透膜。

在MBR中使用的无机膜多为陶瓷膜。优点是：它可以在pH=0~14、压力P<10MPa、温度<350 ℃的环境中使用，其通量高、能耗相对较低，在高浓度工业废水处理中具有很大竞争力；缺点是：造价昂贵、不耐碱、弹性小、膜的加工制备有一定困难。

膜孔径

MBR 工艺中用膜一般为微滤膜（MF）和超滤膜（UF），微滤膜采用0.1～0.4μm膜孔径，这对于固液分离型的膜反应器来说已经足够。

微滤膜常用的聚合物材料有：聚碳酸酯、纤维素酯、聚偏二氟乙烯、聚砜、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚醚酰亚胺、聚丙烯、聚醚醚酮、聚酰胺等。

超滤常用聚合物材料有：聚砜、聚醚砜（PES）、聚酰胺、聚丙烯腈（PAN）、聚偏氟乙烯、纤维素酯、聚醚醚酮、聚亚酰胺、聚醚酰胺等。

膜组件

为了便于工业化生产和安装，提高膜的工作效率，在单位体积内实现最大的膜面积，通常将膜以某种形式组装在一个基本单元设备内，在一定的驱动力下，完成混合液中各组分的分离，这类装置称为膜组件（Module）。

工业上常用的膜组件形式有五种：

板框式（Plate and Frame Module）、螺旋卷式（Spiral Wound Module)、圆管式（Tubular Module)、中空纤维式（Hollow Fiber Module）和毛细管式（Capillary Module）。前两种使用平板膜，后三者使用管式膜。圆管式膜直径>10mm；毛细管式0.5~10.0mm；中空纤维式<0.5mm。