MBR技術(shù)在我國(guó)的研究進(jìn)展

1、 MBR技術(shù)在我國(guó)的研究進(jìn)展【摘要】膜生物反應(yīng)器（mbr）是一種新型、高效的廢水處理技術(shù)，在污水處理與回用中有良好的應(yīng)用前景。本文通過對(duì)mbr的特點(diǎn)的概述，針對(duì)脫氮除磷方面以及mbr運(yùn)行中存在的各類問題展開論述，并對(duì)我國(guó)mbr技術(shù)的研究進(jìn)展情況進(jìn)行了分析，對(duì) mbr未來的發(fā)展進(jìn)行了預(yù)測(cè)?！娟P(guān)鍵詞】mbr；脫氮除磷；膜污染；污泥活性0.導(dǎo)語(yǔ)膜生物反應(yīng)器（mbr）作為污水處理發(fā)展技術(shù)過程中典型的處理工藝之一，一起占地面積小、出水質(zhì)量高、操作管理簡(jiǎn)便、運(yùn)行穩(wěn)定的特點(diǎn)在實(shí)際運(yùn)用中發(fā)揮了巨大的作用。不僅適用于生活污水的處理，在工業(yè)廢水的處理中也廣泛使用。在mbr反應(yīng)器中，實(shí)現(xiàn)了依靠膜技術(shù)，使泥水分離，配

2、合一些配套工藝共同運(yùn)行可以使處理成本大大降低。本文介紹了mbr目前各方面的研究情況以及其未來發(fā)展的前景。1.膜生物反應(yīng)器的簡(jiǎn)述在污水處理，水資源再利用領(lǐng)域，是一種由膜分離單元與生物處理單元相結(jié)合的新型水處理技術(shù)。其中，使用的膜的種類繁多，按分離機(jī)理進(jìn)行分類，有反應(yīng)膜、離子交換膜、滲透膜等；按膜的性質(zhì)分類，有天然膜(生物膜)和合成膜(有機(jī)膜和無機(jī)膜) ；按膜的結(jié)構(gòu)型式分類，有平板型、管型、螺旋型及中空纖維型等。2.mbr在脫氮除磷中的研究進(jìn)展目前mbr在國(guó)內(nèi)外的研究發(fā)展很快,但自身脫氮率僅為40%60%;在除磷方面,效果也不理想,很多都要對(duì)膜生物反應(yīng)器的出水進(jìn)行化學(xué)處理才能滿足相應(yīng)的污水排放標(biāo)準(zhǔn)

3、。2.1 mbr脫氮工藝及處理效果常規(guī)的生物脫氮工藝是建立在硝化以及反硝化的過程中來實(shí)現(xiàn)的，通過硝化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌的協(xié)同作用，但是由于脫氮要求較高的停留時(shí)間，在處理較高濃度氨氮廢水中，水池的容積偏大，不僅增加了投資，而且占用了大量土地資源。在mbr工藝中，由于微笑膜孔的截留作用，使得微生物大量停留在反應(yīng)器中，不改變?nèi)莘e的情況下，大大增加污泥齡。國(guó)內(nèi)外對(duì)于含氨氮廢水的處理方法主要采用生物脫氮處理法。國(guó)內(nèi)外對(duì)低濃度含氨氮廢水的研究已經(jīng)比較成熟。對(duì)高濃度氨氮廢水處理方面由mbr膜的完全截留作用使得膜生物反應(yīng)器的水力停留時(shí)間和污泥停留時(shí)間可以完全分開，同時(shí)反應(yīng)器維持很高的mlss使得反應(yīng)器里硝化菌的

4、大量積累有了可能，為處理高濃度氨氮廢水創(chuàng)造了條件。袁麗梅2等人設(shè)計(jì)一種交替式缺氧/厭氧膜生物反應(yīng)器(aaam)的脫氮除磷反應(yīng)器，試驗(yàn)結(jié)果表明:aaam工藝能夠高效去除營(yíng)養(yǎng)物，對(duì)cod、總氮、總磷的平均去除率分別為93%、67.4%和94.1%。李春杰等3在利用smsbr處理焦化廢水時(shí)發(fā)現(xiàn)，在相當(dāng)長(zhǎng)的污泥齡的條件下，氨氮亞硝化較為全面，而氨氮硝化效果不明顯，使no2-n積累。進(jìn)一步研究表明，短程硝化并非由氮的濃度和氮負(fù)荷引起,是由于硝化菌的生長(zhǎng)速率明顯低于亞硝化菌的生長(zhǎng)速率。2.2 mbr除磷工藝及處理效果傳統(tǒng)mbr反應(yīng)器中，由于缺乏絕對(duì)厭氧的條件，對(duì)于釋磷過程十分不利。即使用間歇式曝氣mbr反

5、應(yīng)器，對(duì)于磷的去除效果也并不理想?；谝陨先秉c(diǎn)，在實(shí)際處理過程中，往往加以配套設(shè)施，強(qiáng)化除磷。如添加一部分厭氧或者缺氧的反應(yīng)裝置。何圣兵等人在傳統(tǒng)mbr反應(yīng)器的基礎(chǔ)上，配合厭氧裝置，在靜態(tài)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上調(diào)整各個(gè)階段的工藝運(yùn)行參數(shù)，進(jìn)行了為期6個(gè)月的連續(xù)性試驗(yàn)。結(jié)果如下：對(duì)cod、tp、ss、nh3-n和tn的平均去除率分別為92.50%、84.25%、100%、94.09%和85.33%。3.mbr存在的主要問題mbr工藝中存在許多待解決的問題,如投資成本高、能耗大、膜污染、氮磷去除效果不理想、缺乏成熟的設(shè)計(jì)規(guī)范、優(yōu)化的運(yùn)行參數(shù)等,阻礙mbr工藝在實(shí)際中的應(yīng)用。3.1 膜污染所謂膜污染是指處理物

6、料中的微粒、膠體顆粒以及溶質(zhì)大分子由于與膜存在物理、化學(xué)作用或機(jī)械作用而引起的在膜表面或膜孔內(nèi)吸附和沉積造成膜孔徑變小或堵塞，使膜通量及膜的分離特性產(chǎn)生變化的現(xiàn)象。艾翠玲4在水力停留時(shí)間(hrt)為5h、溶解氧濃度(do)為3mg/l、抽吸/停止時(shí)間為12min/6min、污泥濃度為5g/l、溫度20條件下發(fā)現(xiàn),當(dāng)操作壓力達(dá)到0.13mpa以前,廢水的膜通量隨操作壓力的增加而增加,之后,隨著操作壓力的增加,膜通量增幅很小。李艷芬5等人將膜生物反應(yīng)器采用序批式的方式運(yùn)行來處理模擬生活污水,控制其他條件不變，改變厭氧好養(yǎng)的時(shí)間 ,考察了各類膜污染控制方法的效果。結(jié)果表明,采用空曝氣的清洗方法,可以

7、使膜壓差下降8.4kpa;采用空曝氣加0.5%的naclo溶液在線藥洗的方法可以使膜壓差下降14.18-19.19kpa;先用自來水沖洗,再用0.8%的naclo浸泡的清洗方法可以使膜壓差下降31.99kpa。3.2脫氮除磷效果差由于mbr反應(yīng)器在泥水分離方面效果很好，所以很有效的保持了反應(yīng)器內(nèi)的生物量以及延長(zhǎng)了硝化菌的停留時(shí)間，所以在對(duì)于氨氮的處理方面效果很好。但是，由于反硝化需要缺氧環(huán)境，所以在mbr反應(yīng)器中，由于曝氣作用，對(duì)于反硝化有很大影響。所以，未配套有厭氧或缺氧裝置的mbr反應(yīng)器反硝化的效果并不理想，所以對(duì)于總氮的處理效果也不盡如人意。張捍民等在將序批式膜生物反應(yīng)器與傳統(tǒng)膜生物反應(yīng)

8、器的處理效果進(jìn)行對(duì)比后指出,進(jìn)水cod/tn為18.3-32.2時(shí), sbmbr對(duì)氨氮和總氮的平均去除率分別為92.2%和91.5%,硝化和反硝化效果都很好;而cmbr對(duì)總氮平均去除率為30.5%,反硝化效果較差,但此時(shí)的氨氮平均去除率為93.3%,說明cmbr脫氮的限制性步驟是反硝化。李進(jìn)等人通過對(duì)于產(chǎn)生污泥膨脹對(duì)mbr反應(yīng)器脫氮除磷的影響中發(fā)現(xiàn)，由于絲狀菌對(duì)有機(jī)物、氮、磷的親和能力均強(qiáng)于絮狀菌,在有氧的條件下,絲狀菌的同化作用和硝化細(xì)菌的異化作用競(jìng)爭(zhēng)有限的基質(zhì),使氨氮的去除效果得以提高。但對(duì)于tn的去除中，tn的去除率下降。3.3 污泥活性降低膜生物反應(yīng)器的srt一般在30天以上,較長(zhǎng)的s

9、rt可以獲得較高的污泥濃度mlss,進(jìn)而降低污泥產(chǎn)率并減小反應(yīng)器體積。然而,污泥齡過長(zhǎng),可能會(huì)引起污泥的菌體細(xì)胞活性降低, shin和kang等報(bào)道了以合成污水為處理對(duì)象,在污泥停留時(shí)間為15天和44天的運(yùn)行條件下,活細(xì)胞的比例分別為55%和32%。4.mbr的發(fā)展展望對(duì)于mbr膜工藝，在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，應(yīng)該注重膜質(zhì)量的提升和成本的降低，努力開發(fā)新型制造工藝，繼而使mbr工藝更為廣泛的應(yīng)用。其次，在脫氮除磷方面，篩選高效菌種、研發(fā)配套工藝都是未來的發(fā)展目標(biāo)，以實(shí)現(xiàn)高效脫氮除磷。在控制膜污染問題上，一方面可以著手開發(fā)高性能、抗污染的各類型膜；另一方面，可從操作條件方面著手,如投加凝聚劑等改善活性污泥的聚集狀態(tài),投加填料、定期排泥以維持系統(tǒng)內(nèi)懸浮污泥濃度,采用恒通量過濾、適宜曝氣強(qiáng)度、高膜面流速等延緩污染,再配合物理清洗、化學(xué)清洗恢復(fù)通量,延長(zhǎng)膜壽命?？啤緟⒖嘉墨I(xiàn)】于水利，趙方波.膜生物反應(yīng)器技術(shù)發(fā)展沿革與展望j工業(yè)用水與廢水，2006，37(2)：1-6袁麗梅,張傳義,張雁秋,奚旦立.交替式缺氧/厭氧膜生物反應(yīng)器的脫氮除磷效能j.中國(guó)給排水，2006,22:14-17.李春杰.焦