一、膜生物反應(yīng)器(MBR)特點(diǎn)

　　膜生物反應(yīng)器(Membrane Bioreactor ，MBR)是把膜技術(shù)與污水處理中的生化反應(yīng)結(jié)合起來(lái)的一門新興技術(shù)，也稱作膜分離活性污泥法。是一種由膜過(guò)濾取代傳統(tǒng)生化處理技術(shù)中二次沉淀池的水處理技術(shù)。與傳統(tǒng)的污水處理生物處理技術(shù)相比，MBR具有以下主要特點(diǎn)：

　　1、高效地進(jìn)行固液分離，其分離效果遠(yuǎn)好于傳統(tǒng)的沉淀池，出水水質(zhì)良好，出水懸浮物和濁度接近于零，可直接回用，實(shí)現(xiàn)了污水資源化。

　　2、膜的高效截留作用，使微生物完全截留在生物反應(yīng)器內(nèi)，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器水力停留時(shí)間(HRT)和污泥齡(SRT)的完全分離，運(yùn)行控制靈活穩(wěn)定。

　　3、由于MBR將傳統(tǒng)污水處理的曝氣池與二沉池合二為一，并取代了三級(jí)處理的全部工藝設(shè)施，因此可大幅減少占地面積，節(jié)省土建投資。

　　4、利于硝化細(xì)菌的截留和繁殖，系統(tǒng)硝化效率高。通過(guò)運(yùn)行方式的改變亦可有脫氨和除磷功能。

　　5、由于泥齡可以非常長(zhǎng)，從而大大提高難降解有機(jī)物的降解效率。

　　6、反應(yīng)器在高容積負(fù)荷、低污泥負(fù)荷、長(zhǎng)泥齡下運(yùn)行，剩余污泥產(chǎn)量極低，由于泥齡可無(wú)限長(zhǎng)，理論上可實(shí)現(xiàn)零污泥排放。

　　7、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)PLC控制，操作管理方便。

　　膜生物反應(yīng)器由膜的使用狀況不同分為內(nèi)置式和外置式兩種。內(nèi)置式是將膜直接浸漬于生化反應(yīng)池中，直接從膜元件中抽出凈水，而外置式則是用泵將生物反應(yīng)池的水通過(guò)膜組件進(jìn)行錯(cuò)流過(guò)濾循環(huán)，得到潔凈的透過(guò)水。

　　二、MBR膜使用環(huán)境

　　(一)原水條件

　　在膜生物反應(yīng)器使用過(guò)程中，原水中的有機(jī)物、污染物的清除是通過(guò)微生物分解，膜組件主要起到分離生化原水和污泥的作用。

　　在處理水質(zhì)比較復(fù)雜、污染物濃度高或活性菌難以降解的廢水時(shí)需要對(duì)進(jìn)水進(jìn)行有效的生物降解，如水解酸化、厭氧等前處理，確保膜組件在使用過(guò)程中只起到泥水分離作用。通常事先需要進(jìn)行小型運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)進(jìn)行確認(rèn)。

　　(二)預(yù)處理

　　預(yù)處理的目的是除去可能給膜帶來(lái)?yè)p傷的大的固態(tài)物，尤其是生活排水當(dāng)中包含的大量細(xì)小纖維屑，毛發(fā)等微小纖維狀物質(zhì)和油脂類物質(zhì)，通常在供給原水處設(shè)置一開孔小于1mm以下(建議0.5mm)回轉(zhuǎn)式機(jī)械格柵。

　　MBR污水處理工程進(jìn)水應(yīng)設(shè)置格柵，進(jìn)入膜池前應(yīng)設(shè)置超細(xì)格柵，城鎮(zhèn)污水預(yù)處理還應(yīng)設(shè)沉砂池。

　　進(jìn)水中含有毛發(fā)、織物纖維較多時(shí)，應(yīng)設(shè)置毛發(fā)收集器或超細(xì)格柵。

　　進(jìn)水中動(dòng)植物油含量大于50mg/L，礦物油大于3mg/L時(shí)，應(yīng)設(shè)置除油裝置。

　　進(jìn)水的BOD5/COD小于0.3時(shí)，宜采用水解酸化等預(yù)處理措施。

　　進(jìn)水進(jìn)入膜反應(yīng)池之前，須去除尖銳顆粒等硬物。

　　進(jìn)水的BOD5含量大于1500mg/L時(shí)，MBR系統(tǒng)宜設(shè)置厭氧池或缺氧池。

　　三、MBR膜組件調(diào)試以及產(chǎn)水

　　(一)MBR膜組件的調(diào)試

　　1、試清水：首先進(jìn)行對(duì)膜組件進(jìn)行氣密性實(shí)驗(yàn)，氣密性實(shí)驗(yàn)是檢查膜組件是否在安裝或是制作過(guò)程中存在泄露，用清水將膜池中加滿水，然后按照膜絲完整性測(cè)試進(jìn)行。若發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在有泄壓的地方，對(duì)其進(jìn)行修補(bǔ)。

　　然后進(jìn)行各個(gè)單機(jī)設(shè)備調(diào)試，電氣控制系統(tǒng)進(jìn)入手動(dòng)操作模式，分別按下鼓風(fēng)機(jī)、污水泵、產(chǎn)水泵、反洗泵等設(shè)備的控制開關(guān)，檢查單機(jī)設(shè)備運(yùn)行是否穩(wěn)定，是否有不規(guī)則的雜音，是否達(dá)到設(shè)計(jì)的性能參數(shù)以及管道系統(tǒng)是否暢通，在調(diào)試單機(jī)設(shè)備時(shí)應(yīng)同時(shí)調(diào)節(jié)其控制閥門，將各個(gè)單機(jī)設(shè)備的流量調(diào)節(jié)至設(shè)計(jì)值。在調(diào)節(jié)單機(jī)設(shè)備時(shí)尤其應(yīng)該注意鼓風(fēng)機(jī)的流量，在調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)總流量的同時(shí)應(yīng)該注意觀察各個(gè)膜組件的分配情況，保證各個(gè)膜組件的均勻性。

　　當(dāng)確認(rèn)所有單機(jī)設(shè)備都具備正常開啟條件后進(jìn)行膜組件初始產(chǎn)水流量的測(cè)試。清水測(cè)試前對(duì)膜組件進(jìn)行空曝氣，空曝氣是將膜表面的一些物質(zhì)沖干凈。曝氣一段時(shí)間后開始清水的正常運(yùn)行，對(duì)產(chǎn)水流量及相應(yīng)壓力進(jìn)行記錄。

　　2、試污水：污水在接觸膜之前應(yīng)該先進(jìn)行污水處理的調(diào)試，當(dāng)確認(rèn)污泥具有良好的狀態(tài)后方可進(jìn)膜池，在污泥不具有良好狀態(tài)前可采用類似SBR(SBR是序列間歇式活性污泥法，是一種按間歇曝氣方式來(lái)運(yùn)行的活性污泥污水處理技術(shù))的操作，采用虹吸等方式將上清液抽出。

　　當(dāng)污泥具有良好抱團(tuán)狀態(tài)后可接觸膜絲，此時(shí)污泥濃度可能比較低，當(dāng)污泥濃度低于一定值時(shí)使生物處理時(shí)間加長(zhǎng)，有機(jī)物去除時(shí)間相應(yīng)變長(zhǎng)，未反應(yīng)的有機(jī)物吸附在膜表面造成污染。在污泥濃度過(guò)低時(shí)可通過(guò)減少膜產(chǎn)水量的方法產(chǎn)水，并對(duì)污泥進(jìn)行累計(jì)。

　　(二)MBR膜產(chǎn)水

　　1、產(chǎn)水量設(shè)定：膜片在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，建議使用恒流操作方式。

　　過(guò)濾通量的設(shè)計(jì)根據(jù)不同水質(zhì)，可設(shè)計(jì)在10-20L/㎡·h范圍內(nèi)。一般在對(duì)污水進(jìn)行處理時(shí)，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為10-12L/㎡·h。通量設(shè)計(jì)為平均值，實(shí)際運(yùn)行時(shí)，由于是間歇式出水方式，故瞬間的膜出水量會(huì)比這個(gè)值大。

　　當(dāng)處理的原水水質(zhì)很差，如高濃度工業(yè)廢水或是原水中難分解物質(zhì)很多時(shí)，過(guò)濾通量的設(shè)計(jì)應(yīng)相對(duì)降低，防止膜污堵的發(fā)生。

　　2、間歇出水的設(shè)定。膜片的產(chǎn)水方式一般采用間歇式。即膜片在負(fù)壓下每工作近8分鐘時(shí)，停止抽吸，讓膜片產(chǎn)水停止2分鐘，依次類推。但此時(shí)曝氣系統(tǒng)依舊運(yùn)行?？諝饬饕琅f在流動(dòng)。這樣在MBR運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，積聚在膜表面的污泥物更易在氣流的沖刷下脫落，以此達(dá)到清洗的目的減少膜片的污堵，延長(zhǎng)膜片的使用壽命。

　　3、產(chǎn)水泵的設(shè)定：

　　(1)設(shè)定膜組器的運(yùn)行頻率，即泵間歇運(yùn)行的開、停時(shí)間(如：出水8分鐘，停止2分鐘)，由此計(jì)算出膜組器每天實(shí)際運(yùn)行小時(shí)數(shù);(2)流量：膜系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量÷每天實(shí)際運(yùn)行小時(shí)數(shù)×安全系數(shù)(取值1.2～1.5);(3)吸程：應(yīng)包括最大工作膜壓+管路損失+高位差(膜區(qū)水面到水泵軸線或管道最高點(diǎn)距離)+水泵系統(tǒng)損失(2 m～3 m)。

　　每臺(tái)產(chǎn)水泵可對(duì)應(yīng)1～10個(gè)膜組器。4臺(tái)產(chǎn)水泵(含)以下宜備用1臺(tái)泵，4臺(tái)以上時(shí)宜備用2臺(tái)泵。

　　(三)MBR膜反洗

　　一般情況下，系統(tǒng)是否需要反洗，應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，經(jīng)小試決定。當(dāng)原水水質(zhì)較差時(shí)，尤其在高濃度化工廢水等水質(zhì)條件下，建議每天對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行反洗。系統(tǒng)進(jìn)行反洗時(shí)，反洗水量為產(chǎn)水量的1.5-2倍，反洗壓力小于0.1MPa，反洗時(shí)間一般為1分鐘。具體情況可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)節(jié)。具體步驟為：(1)停止產(chǎn)水泵，從而停止過(guò)濾;(2)關(guān)閉處理水管，并放置兩分鐘;(3)繼續(xù)曝氣;(4)開啟排氣閥，在管中進(jìn)行排氣;(5)開啟反洗泵，從產(chǎn)水口處注入產(chǎn)水或是自來(lái)水。邊空曝邊反沖洗1分鐘;(6)關(guān)閉反洗泵;(7)以上操作結(jié)束后，打開產(chǎn)水管，開啟產(chǎn)水泵，開始MBR的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

　　(四)MBR系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意事項(xiàng)

　　(1)由于任何故障而導(dǎo)致鼓風(fēng)機(jī)停止時(shí)，請(qǐng)停止出水。這是因?yàn)樵趩适逑葱Ч那闆r下進(jìn)行過(guò)濾出水，在膜的表面極易堆積污泥的凝聚體和微粒子。(2)在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)能自動(dòng)檢查鼓風(fēng)機(jī)故障，并在系統(tǒng)中安裝自動(dòng)停止出水功能的系統(tǒng)，尤其在鼓風(fēng)機(jī)的皮帶脫落時(shí)，需要采取對(duì)策。

　　(3)在產(chǎn)水泵停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于虹吸作用和重力過(guò)濾等原理，有時(shí)仍會(huì)進(jìn)行過(guò)濾。為了在產(chǎn)水泵停止時(shí)能完全停止過(guò)濾出水，建議在產(chǎn)水管設(shè)置止回閥。

　　(4)使用藥液清洗膜組件，需要事先從注入管排出空氣，因此要設(shè)置排氣閥。

　　(5)安裝地點(diǎn)在寒冷的地區(qū)應(yīng)考慮管道的保溫，在停止使用時(shí)應(yīng)將管道排空。

　　(6)連接管道不應(yīng)選用鐵制品，因?yàn)榍逑吹臅r(shí)候會(huì)將管道中的污物沖到膜絲內(nèi)，造成膜絲污染。

　　四、MBR膜的清洗

　　(一)加藥反洗

　　清洗方法：(1)停止產(chǎn)水泵;(2)關(guān)閉出水管，并放置兩分鐘;(3)停止曝氣;(4)開啟排氣閥，在管中進(jìn)行排氣;(5)打開藥液注入管，開啟藥液泵，從產(chǎn)水口注入藥液，在30分鐘內(nèi)把藥液注入到膜組件及相對(duì)應(yīng)的管道內(nèi)，并靜置浸泡90分鐘;(6)打開曝氣系統(tǒng)，空曝30分鐘。此時(shí)不過(guò)濾;(7)以上操作結(jié)束后，打開產(chǎn)水管，開啟產(chǎn)水泵，開始MBR的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。(8)藥液用0.1-0.2%的鹽酸或500ppm-1000ppm的次氯酸鈉溶液和0.05-0.1%氫氧化鈉溶液。

　　(二)離線清洗

　　1、清洗方法

　　(1)從組件上卸下集水管、曝氣裝置等，在將膜組件從反應(yīng)器中取出。(2)用水槍沖洗膜組件，將膜纖維中夾帶的污泥沖掉。(3)將膜組件放到浸泡池中浸泡2-4小時(shí)。靜置過(guò)程中間歇性曝氣，每隔一個(gè)小時(shí)曝氣約十分鐘;藥液的溫度以30度為宜。(4)浸漬結(jié)束后，從浸漬清洗槽中取出膜組件，用清水洗凈攜帶的藥液。(5)清洗一般采用多種藥劑，當(dāng)一種藥劑清洗結(jié)束后將組件取出，用清水沖掉殘余藥液，將浸泡池中藥液更換，重復(fù)步驟3。(6)將浸泡池中的水放出，并注入清水，持續(xù)空曝氣一個(gè)小時(shí)。(7)將膜組件返回到反應(yīng)器中，接上曝氣管、集水管，開始過(guò)濾。

　　2、清洗藥液

　　當(dāng)選擇清洗對(duì)象時(shí)應(yīng)參照如下表格：

　　藥液應(yīng)能將膜組件全部浸沒(méi)。對(duì)特定污染物清洗時(shí)需要考察出相應(yīng)的清洗劑。

       五、總結(jié)

　　隨著污水處理工藝的不斷發(fā)展，MBR膜的使用也在不斷的變化中，作者也將在今后的設(shè)計(jì)、應(yīng)用中繼續(xù)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，使MBR的使用趨于完美。

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