复合式MBR工艺比较研究

时间：2024-07-28

严方婷

（徐州市工程咨询中心江苏徐州221005）

生活污水的深度处理将成为污水处理的趋势，膜生物反应器（MBR）是高效膜分离技术与活性污泥法相结合的新型污水处理技术，它与传统生化处理工艺相比具有更好的处理效果。因此，越来越多的城市在新建、扩建污水处理厂时选择MBR工艺。

1 复合式MBR工艺系统构成

由于目前污水排放标准中普遍提高了对脱氮除磷的要求，所以传统脱氮除磷工艺被应用到MBR工艺中。A2/O污水处理工艺是活性污泥法处理工艺,在进行去除化学需氧量、生化需氧量、悬浮颗粒物的同时可生物脱氮除磷,分成厌氧段、缺氧段、好氧段三个部分。其中，在首段厌氧池，原污水和同步二沉池流入的污泥经本池处理后释放磷，溶解性有机物会被生物细胞吸收而使水中的BOD5浓度降低；在缺氧段，通过反硝化菌把污水中的有机物作为碳源，这样在回流混合液中带入的大量的NO3-N和NO2-N，这些物质会被还原为N2释放出去，因此，BOD5和NO3-N浓度都会出现较大幅度的降低。在好氧池中，有机物会被微生物生化降解，通过微生物的硝化作用,硝化成硝酸盐。

生活污水经过A2/O的一级处理后进入膜反应器，该工艺中设计了两点回流，一点是由膜池的混合液回流至缺氧池实现反硝化脱氮，另一点是由缺氧池的混合污泥回流至厌氧池实现厌氧释放磷。由A2/O与膜分离技术结合而成的具有同步脱氮除磷功能的复合式MBR工艺，进一步拓展了膜生物反应器的实际应用范围，膜反应器可分为分置式和浸入式两种，浸没式是将膜组件浸没在膜反应池内，目前污水处理厂通常采用浸入式膜反应器。

2 复合式MBR工艺中膜选择的技术要点

2.1 膜组件材质选取

从膜分离的角度来看，膜生物反应器主要涉及微滤、超滤、及反渗透。目前膜主要以金属、陶瓷等材料为主，它们化学性质稳定、水通量高、机械性能好、不易被污染，但无机膜造价高。膜材料一般要求有较好的成膜性、化学稳定性、机械性能（如：反渗透、超滤等等），同时应具有较高的水通量和较好的抗污染能力。总之，不同的膜分离过程（如：电渗析膜、渗透汽化、膜蒸馏、膜吸收）对分离膜的要求也不尽相同，选择合适的膜材料才是膜分离技术最先解决的。目前，使用较多的膜材料为高聚物材料和无机材料。

2.2 膜的孔径选择

由于生物反应池中活性污泥是由聚集的微生物颗粒构成，其中部分污染物被微生物粘附在微生物胶体表面，形成较大的颗粒物，这些粒子受污泥浓度、水温等因素影响具有一定的规律。考虑到污染物的存在选用膜孔径要大于0.1μm，选用孔径介于0.1-0.4μm的微滤膜。

表1 MBR工艺中膜的分类

3 传统MBR膜生物反应器与改进型MBR膜生物反应器

分置式MBR和一体式MBR属于传统的MBR膜生物反应器，随着人们研究的深入，开始对传统的MBR膜生物反应器进行改进，其中改进的主要方面是膜组件和生物反应器两部分。改进型的MBR是由导流板将整个反应区域划分成生物降解区和膜滤出水区两部分，由于导流板的作用，进入膜滤出水区的活性污泥浓度很低，在提高生物降解区污泥浓度的同时，大大减轻了膜污染，可明显延长膜的清洗周期。研究表明，相比单纯的活性污泥法MBR和生物膜MBR污水处理，改进型的MBR膜生物反应器的性能更佳。原污水经毛发过滤器过滤后，进入高位水箱，再经流量计进入生物降解区，有机物在这里被微生物分解，混合液经导流板进入膜滤出水区，在真空泵的抽吸作用下经膜过滤后进入出水槽，浓缩液可经底部连通管返回生物降解区，形成回流，底部采用曝气器曝气。