在污水處理,水資源再利用領(lǐng)域,MBR又稱膜生物反應器(Membrane Bio-Reactor),是一種由活性污泥法與MBR膜圖片膜分離技術(shù)相結(jié)合的新型水處理技術(shù)。膜的種類繁多,按分離機理進行分類,有反應膜、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(有機膜和無機膜);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。
固液分離型膜 - 生物反應器是在水處理領(lǐng)域中研究得最為廣泛深入的一類膜 -生物反應器,是一種用膜分離過程取代傳統(tǒng)活性污泥法中二次沉淀池的水處理技術(shù)。在傳統(tǒng)的廢水生物處理技術(shù)中,泥水分離是在二沉池中靠重力作用完成的,其分離效率依賴于活性污泥的沉降性能,沉降性越好,泥水分離效率越高。而污泥的沉降性取決于曝氣池的運行狀況,改善污泥沉降性必須嚴格控制曝氣池的操作條件,這限制了該方法的適用范圍。由于二沉池固液分離的要求,曝氣池的污泥不能維持較高濃度,一般在 1.5~3.5g/L左右,從而限制了生化反應速率。
水力停留時間( HRT )與污泥齡( SRT)相互依賴,提高容積負荷與降低污泥負荷往往形成矛盾。系統(tǒng)在運行過程中還產(chǎn)生了大量的剩余污泥,其處置費用占污水處理廠運行費用的 25% ~40% 。傳統(tǒng)活性污泥處理系統(tǒng)還容易出現(xiàn)污泥膨脹現(xiàn)象,出水中含有懸浮固體,出水水質(zhì)惡化。
針對上述問題, MBR將膜分離技術(shù)與傳統(tǒng)生物處理技術(shù)有機結(jié)合,MBR實現(xiàn)污泥停留時間和水力停留時間的分離,大大提高了固液分離效率,并且由于曝氣池中活性污泥濃度的增大和污泥中特效菌 (特別是優(yōu)勢菌群 ) 的出現(xiàn),提高了生化反應速率。同時,通過降低 F/M比減少剩余污泥產(chǎn)生量(甚至為零),從而基本解決了傳統(tǒng)活性污泥法存在的許多突出問題。
工藝特點
與許多傳統(tǒng)的生物水處理工藝相比, MBR 具有以下主要特點:
出水水質(zhì)優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定
由于膜的高效分離作用,分離效果遠好于傳統(tǒng)沉淀池,處理出水極其清澈, 懸浮物和濁度接近于零,細菌和病毒被大幅去除 ,出水水質(zhì)優(yōu)于建設(shè)部頒發(fā)的生活雜用水水質(zhì)標準( CJ25.1-89 ),可以直接作為非飲用市政雜用水進行回用。
同時,膜分離也使 微生物被完全被截流在生物反應器內(nèi), 使得系統(tǒng)內(nèi)能夠維持較高的微生物濃度,不但提高了反應裝置對污染物的整體去除效率,保證了良好的出水水質(zhì),同時反應器對進水負荷(水質(zhì)及水量)的各種變化具有很好的適應性,耐沖擊負荷,能夠穩(wěn)定獲得優(yōu)質(zhì)的出水水質(zhì)。
剩余污泥產(chǎn)量少
該工藝可以在高容積負荷、低污泥負荷下運行,剩余污泥產(chǎn)量低(理論上可以實現(xiàn)零污泥排放),降低了污泥處理費用。
占地面積小,不受設(shè)置場合限制
生物反應器內(nèi)能維持高濃度的微生物量,處理裝置容積負荷高,占地面積大大節(jié)省; 該工藝流程簡單、結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積省,不受設(shè)置場所限制,適合于任何場合,可做成地面式、半地下式和地下式。
可去除氨氮及難降解有機物
由于微生物被完全截流在生物反應器內(nèi),從而有利于增殖緩慢的微生物如硝化細菌的截留生長,系統(tǒng)硝化效率得以提高。同時,可增長一些難降解的有機物在系統(tǒng)中的水力停留時間,有利于難降解有機物降解效率的提高。