MBR在城镇污水处理厂的应用

胡燏

摘要：膜生物反应器(MBR)由于污水质量好、占用面积小、污泥产量低、能耗低，逐步被许多污水处理厂采用。根据膜模块的配置分类，MBR可以分为中空纤维膜MBR、扁平膜MBR和管状MBR。皮下MBR主要用于污水处理，扁平膜和中空纤维膜主要用于处理。与板式膜相比，中空纤维膜模块具有过滤面大、集成度高、占地面积小、价格低廉等特点。在世界各地的超滤和微滤膜工业中，大型膜制造商主要生产中空纤维膜。当前中空纤维膜模块是MBR过程中最常用的膜模块。本文主要分析MBR在城市污水处理设施中的应用。

关键词：污水处理厂；MBR；膜处理；污水

引言

所谓MBR，简称膜生物反应器，是一种能将膜分离单元巧妙地与生物处理单元相结合的新型水处理技术。主要用膜分离装置捕捉生化反应槽中的活性污泥和大直径有机材料，并用重力沉淀法取代具有较高固液分离效率的传统固液分离装置。通过实际应用，已知MBR工艺比传统水处理工艺具有更大的优势，如占地面积较小，处理后水质较好。随着我国城市化进程的不断推进，对污水处理效果提出了更高的要求。尤其是进入新世纪后，一个接一个地出现了新的技术、技术和材料，这些技术、技术和材料认识到膜材料的生产范围以及膜元件和其他经过处理的产品的集成，使得膜设备的生产技术更受欢迎，市场价格也更受欢迎。当前，膜技术已从实验室进入工业领域，成为经济工程中不可或缺的实用技术。

1、MBR工艺介绍

膜生物反应器(MBR)是一种结合膜分离技术与生物处理单元的新型水处理技术。整个反应系统主要由核心膜组装、水生产系统和净化系统组成。它用高效膜分离取代了传统活性污泥法中的二次沉降容器，从而节省了后一浓度后的残馀污泥回流。MBR工艺与传统工艺相比主要具有以下优点:(1)反应堆生物相的高浓度提高了体积负荷和冲击强度，降低了生化罐的容量；同时，膜生物反应器的使用取代了传统污水处理过程中沉淀、混凝和过滤等许多处理结构，大大缩短了工艺流程，减少了土地占用量。(2)能实现优于传统沉淀池的高效固液分离，不受污泥沉降影响。废水质量好稳定。以城市废水为例。膜后的废水可以直接再利用。(3)高效截留膜可以完全抑制微生物，实现反应器水力停留时间和污泥年限的完全分离，使运行控制更加灵活稳定。(4)膜生物反应器在体积大、污泥负荷低、有机负荷低、污泥龄长、剩馀污泥性能低的情况下运行，降低了污泥处置成本。

2、中空纤维膜材料与改性

中空纤维膜中目前使用的膜材料主要包括陶瓷、金属、金属氧化物和玻璃等无机材料，以及聚丙烯(PP)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)和聚乙烯(PE)等有机材料。无机材料具有良好的热稳定性、耐磨性和强污染防护能力，但制造工艺比较复杂繁琐，制造成本较高。与无机材料相比，有机材料的耐高温性相对较低，由于其疏水性，容易受到污染。但是有机材料在室温下具有良好的化学稳定性，价格低廉，制备简单，因此在污水处理领域得到广泛应用。此外，通过改变膜材料的物理化学特性，如厚度、孔隙尺寸、亲水性/疏水性以及电荷等，可以进一步提高其防污性能、力学性能、污水处理效果和稳定性。因此，通常需要修改聚合物中空纤维膜。目前，研究主要集中于表面物理涂层的改性、化学改性和复合材料的改性。物理涂层改性和化学改性方法可以改变膜的亲水性和亲水性，同时在一定程度上提高膜的抗污染能力。混合改性方法主要用于提高膜的力学性能。物理涂层改性方法是指在后端条件下用聚合物或树脂对材料表面进行涂层的过程，以达到改性的目的。PVDF/PDMS中空纤维渗透汽化膜以PVDF中空纤维超滤膜为基胚，聚二甲基硅氧烷(PDMS)为涂层材料具有选择性渗透率。同样，PVDF中空纤维膜被用作用多巴胺包裹并在中空纤维膜表面聚合形成聚合多巴胺的基胚。制备的聚合多巴胺-PVDF中空纤维膜具有膜孔尺寸减小、表面平滑度提高、亲水性和抗污染性能优良等特点。化学改性是指某些化学试剂与材料表面在一定条件下的化学反应，它改变了材料表面的化学结构和各种性质，以达到改性的目的。PVDF中空纤维膜通过引发原子自由基聚合得到良好的抗污染性能，改性PVDF中空纤维膜表面亲水性强。

3、MBＲ膜系统存在的问题及原因分析

当前MBR膜系统存在一些问题，如b .膜流量减少、生产能力降低、一些膜纤维断裂和脱落、一些膜纤维严重污染、清洗频率和强度增加等，经过讨论，主要原因如下。(1)膜的寿命达到了解释寿命，膜性能发生正常衰减，导致膜流量和生产率下降。(2)手工清洗的频率和强度过高，导致清洗过程中一些膜片断裂脱落，有效膜面积减少，同时对污水质量产生一定影响。(3)受运行时间和进水水质的影响，一些膜丝逐渐出现不可逆的混流现象，跨膜压力差增大，难以通过清洗来恢复流量，导致流量下降。(4)随着清洗频率和强度的增加，膜系统的有效寿命减少，进一步降低了生产能力。(5)在早期维护和运行中，存在操作和维护不足、操作和管理不足、清洁方法不当等现象，使薄膜丝性能的衰减变得更为严重。

4、MBR在污水处理中的具体实施工艺

4.1厌氧以及缺氧交替工艺

该交替法在污水处理厂的应用可以提高脱矿脱磷对生活污水处理的影响。混凝土的实施主要由交替反应槽中具有膜过滤单元的好氧槽组成。改变好氧储罐底部回水污泥的流向，可以实现污水处理效果。实际上，这两个反应堆将依次形成缺氧和厌氧环境，实现同时厌氧磷释放、硝化和BSB去除的过程。此外，好氧反应器连续通风可减缓膜污染的整个过程，有效地扩大整个净化区。该交替过程在污水处理中具有明显的应用优势，CSB和TP可以很好地去除，是一种常见的MBR实现过程。

4.2PAC-MBR工艺

PAC MBR工艺的实现意味着在MBR污染的混合液中给予PAC，并将污泥絮凝处理中的PAC颗粒作为骨架。但该工艺可吸附絮凝混合物中的微球、胞外聚合物和溶解有机材料，不仅使污泥颗粒路径更大，而且提高了相应的抗压强度。从而明显改善了薄膜表面沉积层的孔隙率，同时降低了密度。最后，PACMBR工艺大大降低了膜过滤阻力和膜污染，通过增加膜流量提高了污水处理效果。此外，由于PAC污泥絮凝吸附与生物降解之间的协同关系，形成了一种生物活性炭，使PAC能够在有机污染物去除过程中再生。PAC再生的存在使得相应的膜清洗周期更长，这也是MBR施工技术在污水处理中的作用。

4.3参数设计和MBR膜处理工艺运行维护

MBR膜处理工艺运行过程中，参数设计是保证运行处理和污水质量的关键，可直接影响污水处理的最终效果。在实际应用中，污水处理厂必须根据污水处理的困难和重点、MBR膜处理工艺以及污泥负荷和污泥浓度等具体要求，科学地解释参数，确保能有效满足污水处理的要求。最后，MBR膜处理过程还必须注意MBR膜的运行和维护，保证MBR膜处理过程中膜模块的生产能力和膜通量，保证实际运行中的连续废水，有机地整合离线清洗和在线反冲洗系统，实现污水处理数据的自动采集、分析和汇编，并有效优化废水处理的各个方面，大大提高污水处理后的水质。

结束语

概括地说，在社会经济发展过程中，环境和环境保护的要求越来越高，污水处理成为一个重要问题。MBR技术在污水处理厂具有明显的应用优势，可用于处理生活污水、啤酒废水和医用废水。对于污水处理厂，它必须应用各种符合自身情况和各种污水处理问题的准确可行的方法和技术。MBR膜处理工艺被用来充分发挥其多种功能，科学拦截污水中的悬浮颗粒。交替厌氧和缺氧法、A2/0+MBR法和PAC-MBR法可以有针对性地采用，具有良好的应用前景，值得进一步研究。

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作者简介：胡燏：(1988/12/），男，汉族，江苏无锡，本科，助理工程师，研究方向：环保工程，从事的工作：城镇污水处理