MBR工藝技術在工業(yè)廢水處理的應用

1、MBR工藝技術在工業(yè)廢水處理的應用作呑馬訓孟1匆秋鳳2字數：2456來源：低碳地產 2015年13期 字體：大中小 打印當頁正文【摘 要】MBR工藝技術的全稱為膜生物反應器技術，膜生物反應器（MBR）是一種新型、 高效的廢水處理工藝，由于該技術是膜技術和污水生物處理技術有機結合產生的而具有顯著優(yōu) 勢，在工業(yè)廢水處理中得到了日益廣泛的應用。本文從MBR工藝的原理、類型等講起，淺論了該 技術在工業(yè)廢水處理過程中的應用現狀，闡明了該工藝在應用中存在的問題并提出了提出了一些 建議和措施?！娟P鍵詞】MBR工藝技術；膜生物反應器；廢水處理引言：膜生物反應器（Membrane bioreactor, MBR

2、）是一種將膜分離技術和生物降解技術有 機結合而成的新型水處理技術。與傳統(tǒng)的活性污泥法相比，該工藝利用膜分離設備將生化反應池 中的大分子有機物和活性污泥截留在池中，用膜裝置取代二沉池進行泥水分離，具有更高效率的 分離效果；它幾乎能將所有的微生物截留在生物反應器中，使得反應器中保持很高的微生物量， 污泥齡可以很長，使出水中的有機污染物含量降到最低，有效地去除氮、磷污染物，因此，MBR 工藝具有許多其它生物處理工藝不可比擬的優(yōu)勢，廣泛應用于廢水深度處理、水資源再利用領域， 具有廣闊的應用前景。1 MBR工藝概述MBR工藝凈水原理MBR工藝首先利用生物反應器中微生物的降解作用對廢水進行處理，再經過膜的

3、高效分離將 大分子有機物和活性污泥截留在生物反應器當中。通過膜的分離技術大大強化了生物反應器的處 理性能，使活性污泥濃度大大提高，MBR工藝的水力停留時間（HRT）和污泥停留時間（SRT）可 以分別進行控制，提高了工藝的操作性。1.2類型MBR的基本結構包括四個環(huán)節(jié)：進水系統(tǒng)、生物反應池、膜組件、自控系統(tǒng)。由于各個環(huán)節(jié) 的多樣性，MBR有著不同的分類。按膜組件和生物反應器的相對位置，MBR可以分為一體式膜生 物反應器、分置式膜生物反應器和復合式膜生物反應器三種。按膜組件功能，可分為膜一曝氣生 物反應器、萃取膜生物反應器、膜分離生物反應器；按膜組件形式不同，MBR可分為管式、板框 式、中空纖維式

4、；按壓力驅動形式不同，可分為外壓式、抽吸式反應器；按生物反應器類型，可 分為好氧式和厭氧式兩種。制圖如下：分類依據種類膜組件和生物反應器的相對位置一體式膜生物反應器、分置式膜生物反應器和復合式膜生 物反應器膜組件功能膜一曝氣生物反應器、萃取膜生物反應器、膜分離生物反應器膜組件形式管式、板框式、中空纖維式壓力驅動形式外壓式、抽吸式反應器生物反應器類型好氧式、厭氧式1.3特點出水水質穩(wěn)定。MBR能夠進行高效的固液分離，膜單元能夠截留可溶性大分子化合物 和微生物，出水水質良好，符合三級處理標準，可直接回用或補充地下水。可進行回用。提升了難降解有機物的凈化效率，降低了水力停留時間。在反應器內通常都會留

5、有大 量的難降解有機物，那么其與微生物的接觸時間就更長，那么就可以更好的培養(yǎng)專性微生物，大 大的提升了難降解有機物的凈化效率。(本文由一體化污水處理生產廠家廣東春雷環(huán)境工程有限 公司采編，如有侵權請告知)耐負荷沖擊。MBR的微生物濃度遠高于其他生物反應器，裝置能夠處理的容積負荷大， 當進水的有機物濃度變化較大時，單位質量微生物在單位時間內處理的有機物質量，即有機負荷 率變化不會很大，那么系統(tǒng)的處理效果也不會有很大變化。MBR利用其高的MLSS,可以保證有機負荷高峰期的出水水質，且在低峰期污泥可以進 行自身消化(內源呼吸)，致使剩余污泥比常規(guī)活性污泥法處理少50 %80 %，可以減小剩余 污泥處

6、置費用。1.4不足膜組件造價高，工程投資較大，比常規(guī)處理方法高30 %50 %。目前的膜壽命都比較短，膜組件一般只能使用 5 年左右，需要到期更換，進一步增加 了運行成本。能耗較高，因為泥水分離過程需要一定的膜驅動力，而且生物反應器中污泥濃度很高 要有足夠的氧傳遞速率，需要加大曝氣量。膜容易被污染，需要定期進行清洗，給操作管理帶來了不便。2.應用現狀2.1應用MBR 技術在重金屬行業(yè)廢水處理中的應用聶凱等人分別采用陶瓷膜和超濾膜生物反應器對某印刷電路板(PCB)廠現有廢水處理廠出 水進行深度處理研究。結果表明：在進水 COD191.2270.4mg/L、NH3-N3050mg/L，MLSS65

7、00 mg/L、DO 48 mg/L、反應時間為5 h的條件下，兩種膜生物反應器出水COD和NH3-N的濃 度分別低于99.2 mg/L和0.759 mg/L，達到污水綜合排放標準(GB 8978-1996)中的一級 排放標準。MBR 技術在乙烯廢水處理中的應用賈秀芹在某乙烯工程采用MBR工藝進行廢水處理。工程運行結果表明，該工藝出水水質穩(wěn)定， CODCr, NH3-N、油的平均質量濃度分別為24.45、0.37/0.36mg/L,出水SS檢測不出，滿足 GB8978-1996 污水綜合排放標準一級標準的要求。2.2.3在合成氨工業(yè)廢水處理中的應用魏維剛、劉嵐在某廢水處理站采用采用A/O/A+

8、MBR工藝,MBR采用一體式，選用MUNG-620AIIT 型中空纖維微濾膜進行合成氨工業(yè)廢水處理MBR投運后，出水COD含量70mg/L，NH3-N含量 含量可穩(wěn)定在25mg/L, 2套MBR系統(tǒng)的產水量均為150m3/h,達到了設計要求。1年多的實際運 行情況表明，該污水處理系統(tǒng)為企業(yè)的節(jié)能減排提供了可靠保障。2.2影響 MBR 凈化效果的因素影響MBR工藝系統(tǒng)運行效果的4個重要指標分別是污泥濃度(MLSS)、COD負荷、溫度、 pH。隨著MLSS的增高，微生物量也就增加，對水質水量的變化適應能力加強，抗沖擊負荷能力 變強。由于 MBR 出水水質穩(wěn)定，所以其動力學參數 COD 污泥負荷和容

9、積負荷隨進、出水的 COD 濃度變化而變化。溫度對微生物及其酶的活性都有很大的影響，溫度的改變不僅影響生化反應的 速度和平衡等，而且還影響微生物及其酶系統(tǒng)的種類，從而產生不同類型的生化反應。在 MBR 工 藝中，pH的降低，對COD的去除率影響不是很大，但對NH3-N的去除率影響很大。3 存在的問題及改進建議3.1存在的問題MBR工藝技術在工業(yè)廢水處理的應用過程中存在的主要問題是膜污染。膜污染指的是與膜接 觸的污水中的膠粒、微粒以及溶質分子等在物理、化學、生化作用和機械作用下，在膜表面或膜 的微孔內積累、沉積，微生物在膜表面積累，使得膜孔徑變小和堵塞，使膜通量和分離特性大幅 度下降的現象。膜污

10、染的產生直接導致膜通量的下降，大大縮短了膜的使用壽命，就需要增加更 換膜組件的頻次，從而提高了 MBR 系統(tǒng)的運行成本。（本文由一體化污水處理生產廠家廣東春雷 環(huán)境工程有限公司采編，如有侵權請告知）如今，膜組件是MBR處理系統(tǒng)中主要組成部分，同時也是技術含量最高及價值最大的部分， 其成本占據整體設備投入的多部分。此外，MBR需要先進的設備以滿足其自動化的要求，這也增 加了其成本。浸沒式 MBR 工藝，需加大曝氣強度，造成能耗上升。另外，膜組件壽命有限，達 到一定使用年先后需更換膜組件。據分析，國內MBR投資成本在2000-2500元/m3,是傳統(tǒng)活性 污泥法項目建設成本的1.5 倍左右。3.2

11、改進建議（1）改善膜性質。通過化學改性將疏水性膜轉變成親水性膜，親水膜與水分子之間形成氫 鍵，能夠在膜表面形成一層水分子層，對保護膜免受污染有積極作用。常用的改性方法有接枝、 共聚、交聯、等離子或放射性刻蝕等。（2）優(yōu)化膜組件設計。膜組件的優(yōu)化設計包括膜材料和膜結構的優(yōu)化以及合理的流道結構 和裝填密度。膜材料通常選用親水性的，膜結構一般選用不對稱結構，可降低膜孔堵塞。還需要 結構力條件，合理設計膜組件與曝氣裝置間的距離，既不影響氣體傳質效率，又能提高液體的上 升速率以減輕污泥在膜表面的積累。4、結語我國對 MBR 的研究雖然還不到 10 年，但是發(fā)展卻十分迅速。從原有的生物反應處理工藝 擴展到活性污泥與生物膜相結合的復合式工藝、生物膜法、兩相厭氧工藝、接觸氧化法等。隨著 MBR 工藝的不斷發(fā)展，其應用范圍也不斷拓寬，從生活污水擴展到難降解工業(yè)廢水（造紙廢水、 印染廢水、化工廢水等）。但仍存在一些不足，如，在膜反應器的使用過程中，膜反應器處理廢 水會產生大量污泥，造成膜污染，也影響處理效果，如何避免膜污染是未來研究的方向之一。參考文獻：梁乾偉，程國玲，孔維鵬，李永峰MBR工藝在廢水處理中的研究與應用進展J 廣東化 工，2015，16：123-124+79.魏維剛，劉嵐.MBR工藝在合成氨工業(yè)廢水處理中的應用J.化肥工業(yè)