MBR在污水处理中的应用与研究进展

MBR在污水处理中的应用与研究进展丁毅张传义袁丽梅张雁秋(中国矿业大学环境与测绘学院，徐州221008)摘要膜生物反应器(MBR)是近年来受到广泛关注的污水处理与回用领域的新技术之一。综述了膜生物反应器水处理技术在国内外的应用及研究进展，分析了膜组件性能、混合液特性与操作参数等方面对膜污染形成的影响，指出了预防和控制膜污染的措施，其中包括膜组件自身优化设计、改善工艺运行条件及其膜污染的清洗，最后展望了膜生物反应器技术的前景。关键词MBR膜污染膜清洗污水处理0前言MBR自开发以来就受到国内外水处理界的高度重视。与传统技术相比，它具有占地面积小、出水水质好、运行稳定可靠等优点。随着膜技术的发展及人们节水意识的提高，MBR以其独特的优势在多种行业污废水的处理与回用中均有应用。但膜污染是影响该技术大规模应用的关键因素。本文介绍了MBR的应用情况，重点论述了膜污染的影响因素及其相应控制措施，并展望了MBR的发展前景。1MBR的应用MBR以其占地面积小、生化效率高、出水水质好等诸多优点已被国际水处理领域所认可。随着水资源短缺局势的日益严峻及膜生产技术的更新发展，MBR在水处理领域中逐渐得到了较为广泛的应用，其数量日益增多，规模也不断扩大。据估计，全世界处理量在100～5万1TI。／d的MBR水处理厂共有1000多家，目前已投产的规模最大的MBR污水处理厂的平均处理量为450001TI。／d。据报道_1J，加拿大的Zenon公司于2005年7月开始规划设计迄今最大的MBR污水处理厂，该厂平均处理水量为14．4万1TI。／d，处理水量高峰值为20．4万1TI。／d，服务于10万余户居民。这一工程的构建打破了MBR只适用于中小规模水处理的传统观念，说明MBR在技术和经济上都能达到大规模应用的水平，MBR技术已经日趋成熟。2膜污染及其成因膜污染是限制MBR大规模应用的主要因素之一。影响膜污染的因素主要有：膜本身特性及进水水质、活性污泥混合液性质、MBR工艺运行条件等几个方面。2．1膜特性及进水水质膜自身特性(膜材质、亲／疏水性、膜孔径大小等)是影响膜对污水中固体颗粒、胶体吸附能力大小的重要因素之一。王锦等Ez]采用不同材质超滤膜对洗涤废水进行处理，研究发现，在特定试验条件下，三种膜通量下降幅度大小顺序为：PS膜>PAN膜>PP膜(PAN膜的通量明显高于PP膜和PS膜)；净平均通量大小为：PAN膜>PS膜>PP膜；过膜压差170给水排水Vo1．33No．112007科学，1999，2O(3)：75～78¨YuH．AndersonGK．Performanceofacombinedanaerobicre—actorformunicipalwastewatertreatmentatambienttempera—tureresource．ConservationandRecycling，1996，17：259~271&电话：13813296166E—mail：zbicumt@126．com收稿Et期：2007—04～17眦砷充_晕Ⅵ开一一～一一一她～一～～～一～。_～～煦一一一一一～一一一黼一～一一～一一～一维普资讯http://www.cqvip.com升高速率：PS膜>PP膜PAN膜。由此可见，三种膜材质中PAN膜为洗涤废水处理的较优膜材质。进水水质对膜污染的产生有一定的影响。陈少华等L3]在重力出流式MBR内用同一膜组件分别考察了生活污水和垃圾渗滤液两种不同水质对膜污染的影响。结果表明，在相同条件下，与处理生活污水相比，处理垃圾渗滤液的膜污染状况较为严重。清洗试验说明两组试验中的膜污染都主要是由蛋白质和多糖等引起的有机污染。该研究表明，与生活污水相比，垃圾渗滤液中含有的高浓度蛋白质和多糖是引起膜污染严重的主要原因，但垃圾渗滤液中由Mg抖、Fe。+引起的无机污染对膜污染的贡献不大。相反，高嵩等_4]采用超滤PVDF中空纤维膜作为反渗透预处理设备处理钢铁废水处理厂二级出水，从化学清洗所取得的效果推断，膜污染主要是由于进水中金属盐类在膜丝表面结垢引起的无机污染。2．2混合液特性吴金玲等L5]研究了活性污泥混合液性质对膜过滤性能的影响，试验表明：上清液中有机物浓度越高，膜的过滤性能越差；在高污泥浓度(MLSS~10g／L)条件下，MLSS越高，膜过滤性能越差，同时混合液中污泥絮体越大，对膜的过滤性能越有利；此外，丝状菌的适度生长有利于膜过滤性能的提高。Yu等_6]在同一试验系统内采用相同材质、相同类型的两个膜组件进行对比，考察了活性污泥混合液性质对膜过滤性能的影响，并得出了类似的结论：上清液中膜的污染速率(O．011MPa／h)高于活性污泥混合液中膜的污染速率(O．0063MPa／h)。同时认为，混合液中溶解性微生物产物(SMP)是引起膜污染的主要因素，大颗