膜生物反应器（MBR）在中水回用中比较研究

2013年3月环境研究与监测第26卷污染治理(38—41)膜生物反应器【MBR)在中水回用中比较研究杨丽红(南京万德斯环保科技有限公司江苏南京210000)摘要：中水回用作为解决水资源短缺的有效途径之一，已为人们广为重视。但是与发达国家相比我国的中水利用率处于较低水平。作为一种将膜分离技术和生物技术有机结合的膜生物反应器(MBR)在城市中水回用中日益发挥出其良好的社会效益和经济效益。通过比较分析不同膜生物反应器在中水回用中的差异性，为污水处理采用不同膜生物反应器工艺提供决策参考。关键词：膜生物反应器；中水回用；比较中图分类号：X703．1文献标识码：A文章编号：(G)Ol一0079(2013)01⋯3841041概述我国是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一，淡水资源居世界第四，但人均只有2200m’，人均水资源量居世界排名121位。据(2Ol1年中国环境状况公报》公布的数据，随着我们人口的增加和经济的发展，年用水量也在逐年提升。2011年全国总用水量达6080亿m3，人均用水量452ms,较上一年度增长了0．4％，全年废水总量为652．1亿t，在监测的4700多个地下水监测点位中，较差／极差水质的监测点比例达到了55％。虽然城市废水处理率、垃圾无害化处理率分别达到了80％和74％，但形势依然十分严峻，2010年全国城市地表水功能区(城区)水质达标率平均为86．81％，比2009年还下降了303个百分点。作为“城市第二水源”的中水(又叫“再生水”)，它是介于污水和自来水之间，能在一定范围内使用的非饮用水，可以广泛用于绿化、喷洒道路和冲洗厕所、冲洗汽车等百姓日常生活的方方面面。城市污水再生利用既可以有效提高水资源的综合利用效率也收稿日期：2012—10—25作者简介：杨丽红(1981-)，女，硕士，主要从事废水处理，垃圾渗滤液处理。污泥处置研究等．可以减轻水体对环境的污染。被称为“21世纪的水处理技术”的膜生物反应器(MembraneBioreactor，简称MBR)技术就是一种可以把膜分离技术与生物技术两者有机相结合到一起的一种污水处理技术。该种技术具有出水水质好，可满足一般回用要求，设备操作简便且易于管理等特点。MBR主要应用于城市污水处理、中水回用、工业废水处理等，在欧美国家已经被普遍推广。截至2010年底，我国城市污水处理中水平均利用率仅为8．5％，而发达国家中水利用比例一般在5O％～70％以上，根据《“十二五”全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划》，预计到2015年我国的城市中水回用率要达到20％以上，拟新增污水再生利用设置投资344亿元。可见，研究中水回用工艺技术具有积极意义。2膜生物反应器(MBR)运行原理及分类2．1膜生物反应器(MBR)运行原理MBR系统是结合了生物学处理工程和膜分离工程的一种污水处理方法。其中，生物学处理部分是利用输入水内存在的有机物为营养源的微生物，把水中存在的胶质性及溶存性有机物转换成多种气体和细胞组织。MBR是利用膜组件进行固液分离，截流的污泥回流至生物反应器中，透过水外排【1]。膜组件的第1期杨丽红：膜生物反应器(MBR)在中水回用中比较研究使用可以独立控制水力停留时间(HRT)和污泥停留时问(sTR)，将这两者的时间完全分离，而且分离后的悬浮物和浊度几乎为零，可以被直接回用。膜组件是MBR中最主要的部分，它是把膜以某种形式组装成一个基本单元，相当于传统生物处理系统中的二沉池【2】，这些膜组件多为过滤精度较高的微滤或超滤膜组件，分离区间一般在0．O1—0．1ure，用膜组件来替代传统生物处理中的二沉池也被认为是该项工艺的最大特点。输入的污水中各种污染物首先将在膜组件中进行生物降解，并由生物反应器内的混合液在膜两侧压力差的作用下，对于那些不能被微生物降解的有机物和大分子溶质就会被膜截留，从而替代沉淀池完成其与处理出水的分离过程。2．2膜生物反应器(MBR)分类膜生物反应器(MBR)主要是由膜组件、生物反应器和泵构成，三者在污水处理中承担着不同的功能作用，其中，膜作为一种介质用来对混合液和特殊污染物分离和萃取；生物反应器是降解污染物的地方；泵是提供所需压力或动力。根据膜组件在膜生物反应器中所起的作用不同，可将MBR分为分离膜生物反应器(BSMBR)、无泡曝气膜生物反应器(MABR)和萃取生物反应器(EMBR)三类嘲。按膜组件和生物反应器的组合，MBR可以分为一体式膜生物反应器、分置式膜生物反应器和复合式膜生物反应器；根据／堡里垦＼<微滤MBr纳滤MBR图1膜生物反应器(MBR)按不同功能区域的分类膜组件的类型可以分为中空纤维MBR、管式MBR、板框式(平片式)MBR、卷式MBR和毛细管式MBR；根据膜材料可以分为有机膜和无机膜；根据压力驱动的形式，可以分为外压式和抽吸式；根据生物反应器，