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摘要：MBR采用膜技术取代常规活性污泥法中的二沉池，具有出水水质好、基建费用低、占地面积小等优点，现已大规模用于污水处理。本文主要先简介了膜生物反应器，接着就膜生物反应器在污水处理中的运用进行了探讨。
关键词：膜生物；反应器；污水；处理
1膜生物反应器的简介
膜生物技术——膜生物反应器(MembraneBioreactor，简称MBR)，是将生物降解作用与膜的高效分离技术结合而成的一种新型高效水处理工艺，它通过膜技术来强化生化反应的功能。采用这种工艺几乎能将所有的微生物截留在生物反应器中，反应器中的生物污泥浓度大幅度提高，污泥泥龄(理论上)可以无限长，使出水的有机污染物含量降到最低，能有效去除氨氮，对难降解的工业废水也非常有效。
1.1膜生物技术的由来
膜生物技术最早是用于微生物发酵行业，在20世纪60年代开始应用于水处理领域，现已被认为是水处理领域中最具有发展潜力的技术之一，成为污水处理与回用、解决饮用水处理中出现的消毒副产物等的有效手段，目前世界各国都在积极研究和不断探索膜生物技术。
1.2MBR的主要形式
MBR是由生物反应器与膜组件(微滤、超滤、纳滤或渗透膜等)2部分组成。按照生物反应器与膜组件组合方式可分为外置式和内置式两种形式。
外置式生物反应器(RMBR)是指膜组件与生物反应器分开设置，生物反应器膜的压力驱动是靠加压泵，生物反应器内的混合液通过加压泵进入膜组件，在内外压差的作用下，混合液中的水经过选择透过性膜渗出，由膜截留下的其他物质经浓缩后回流到生物反应器；内置式生物反应器(SMBR)是指膜组件安置在生物反应器的内部，压力驱动靠水头压差，或用真空泵抽吸，混合液中的水经过选择透过性膜渗入，由泵排出。
外置式生物反应器(RMBR)的特点是膜组件自成体系，有易于清洗、更换及增设等优点。但泵的高速旋转产生的剪切力对某些微生物细菌体产生影响，使其部分失去活性。为了减少污染物在膜表面的沉积，由循环泵提供的水流流速都很高，为此动力消耗较大。内置式生物反应器(SMBR)不使用循环泵，可避免微生物菌体受到剪切力而失去活性，和外置式相比能节省占地，降低运行费用。但通常膜部分的拆洗较困难。但随着膜材料和结构的发展，中空纤维超滤膜组件以其体积小、组装灵活、可分组设置成若干框架结构、便于从曝气池中拿出等特点，克服了平板膜不易拆装、清洗的缺点，而广泛用于内置式生物反应器(SMBR)中。
1.3MBR工艺特点
MBR作为一种新的水处理技术具有的优势是其他处理技术所无法比拟的，它具有以下突出的优点：
首先，能高效地进行固液分离，要将废水中的悬浮物质，水处理中的微生物群落和已净化了的水分离开，如利用分离膜，则可不采用沉淀池这种通常具有代表性的固液分离设备。该系统设备占地空间也较通常方法节省。此外，通过膜分离装置所获得的水质，有可能直接再利用。
其次，在作为反应槽的生物反应器内能保持高浓度的微生物。超滤膜等分离液，由于能阻止每分子量的有机物和悬浮物向系统外流失，且使参与反应的微生物完全保持在生物反应器内，因此，有利于生长速度较慢的厌气性微生物的成长，使在通常系统中难以代谢的物质也有可能进行分解。
再次，使分解速度慢的有机物韵停留时间变长。利于难生物降解的有机物的分解。
2MBR在污水处理中的应用
2.1MBR在生活污水处理中的应用
Udea等用中空纤维抽吸式聚乙烯膜一生物反应器工艺处理乡村生活污水，规模32～39m3／d，膜通量约12.11L／(m2•h)，HRT为13h或16h，BOD负荷0．15～0．32kg／(m3•d)。当进水BOD133±68mg／L、总氮32±19mg／L、总磷3．8±3．0mg／L时，去除率分别为99％、99％、83％、70％。
2.2MBR在印染废水处理中的应用
邓祥等人采用中试规模(10t／d)的厌氧一好氧膜生物反应器(A／O～MBRR)处理毛纺印染废水，当HRT为7t，进水COD、BOD分别是179～358mg／L和44．8～206mg／L，试验系统对COD、BOD、色度、浊度的平均去除率分别是92．1％、98．4％、60．7％、98．9％，出水水质浓度或指标值分别为20．2mg／L、1．6mg／L、25倍、0．51NUT。出水水质指标达到建设部规定的生活杂用水水质标准，可以作为回水水源。A／O～MBR技术可行、操作简单、易于管理，可为工业规模应用提供技术参考。
2.3MBR在金属加工废水处理中的应用
Sutton等用膜一生物反应器在HRT为54．2h、有机负荷COD为6．3kg／(m3•d)的条件下进行高浓度液的处理，COD去除率为94．4％，氨、脂肪、油、油脂、磷均可得到明显的去除。
2.4MBR在垃圾渗出液处理中的应用
德国LSWA(水污染控制与垃圾处理研究所)采用MBR处理垃圾渗出液的实验中，进水水质COD在240～1500mg／L，BOD5在20～460mg／L，NH4一N在60～300mg／L，AOX在1．0～3．9mg／L，经MBR处理其出水水质(平均值)COD为250mg／L，BOO5为1mg／L，NH4一N<99mg／L，AOX<50mg／L。
2.5MBR在啤酒废水处理中的应用
同帜，程刚等采用MBR处理啤酒废水，进水水质COD在413～1621mg／L，SS在74～94mg／L，NH4一N在44～76mg／L，浊度在65～99度，pH值在6～7，出水水质COD在14～50mg／L，SS在6～llmg／L，NH4一N在0．1～0．9mg／L，浊度为0度，pH值在7～8之间。
2.6MBR在污水回用中的应用
日本是最早开始研究中水的国家，也是最早将MBR运用于污水回用的国家。MBR由于处理出水水质良好、处理流程简单、占地少、运行稳定、易于管理且适应性强等特点，因而在日本得到了广泛的应用，日本丸之内的三井大楼和东京饭店均采用了这一工艺。东京饭店的主要设计参数为：日用水量在600～900m3，原水水质BOD在43～250mg／L，平均为ll9mg／L，调节池容积为100m3，反应池为14．7m3，反应池内水力停留时间约1．9h，处理出水水质BOD为0．3～1．2mg／L，COD在4～12mg／L，色度在1～4度。目前，日本已有近100多处高楼大厦的中水回用系统采用了MBR处理工艺。
2.7MBR在粪便污水处理中的应用
粪便污水属高浓度生活污水，BOD质量浓度可达10mg／L，常规的处理方法是先经过稀释再进行生化处理，而且需要很高的污泥浓度。MBR工艺的出现使得粪便污水不经稀释直接处理成为可能。日本开发了各种应用膜分离技术的粪便处理工艺，其核心是超滤膜与高浓度的活性污泥组合的MBR技术。如日本山梨县处理规模为40m3／d的MBR粪便污水处理厂，其运行结果，BOD<lmg／L，SS<2mg／L。目前日本已有近2千多套MBR系统用于处理粪便污水。
3结语
总之，MBR在污水处理领域已成为倍受瞩目的新工艺，并且得到了广泛的应用：在我国的能源、土地资源和水资源日益紧张而水体污染又非常严重的情况下，可以预计它将有非常广阔的开发和应用前景。
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