MBR在污水處理與回用工藝中的應(yīng)用

李亮 張志鵬 印顯東

摘要：MBR技術(shù)是用活性污泥法結(jié)合膜分離技術(shù)同步作用達(dá)到污水處理的工藝類型，是水資源這種不可再生資源得以回收利用的一種核心技術(shù)，其在環(huán)境保護(hù)日趨嚴(yán)格的狀態(tài)下不斷發(fā)展。本文主要探討MBR技術(shù)在污水處理與回用工藝中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：MBR；污水處理；回用工藝；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：X703.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2018）07-0059-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.07.032

Application of MBR in wastewater treatment and reuse process

Li Liang，Zhang Zhipeng，Yin Xiandong

（Chongqing Teck Environmental Protection Technology Co.， Ltd.， Chongqing 401121， China）

Abstract ： MBR technology is a process technology that uses activated sludge and membrane separation technology to achieve wastewater treatment simultaneously. It is a core technology for the recycling of water resources， which is a non-renewable resource. Development， this article mainly discusses the application of MBR technology in sewage treatment and reuse.

Key words： MBR； Wastewater treatment； Recycling process； Application

水資源作為一種不可再生的資源，如何有效地對(duì)其進(jìn)行回收利用，是一個(gè)非常重要的問(wèn)題。污水處理就是實(shí)現(xiàn)水資源再生利用的一種專業(yè)技術(shù)，在眾多的污水處理方法中，MBR技術(shù)是利用率較高的一種處理方式，其又被稱為膜生物反應(yīng)器。在這種處理技術(shù)中，可應(yīng)用的膜的類型有多種分類，分別具有不同的作用原理，只有選擇合適類型的膜，才能滿足相應(yīng)的污水處理要求。

1 MBR處理技術(shù)概述

1.1 MBR的結(jié)構(gòu)

MBR作為一種不同環(huán)節(jié)協(xié)同作用的技術(shù)類型，其是由幾部分不同的結(jié)構(gòu)組合而成的，分別為膜組件、生物反應(yīng)器以及泵結(jié)構(gòu)。在這三部分結(jié)構(gòu)中，不同的結(jié)構(gòu)分別在污水處理過(guò)程中起到不同的作用。在整體結(jié)構(gòu)的運(yùn)行中，污水處理是靠三個(gè)環(huán)節(jié)的結(jié)構(gòu)按照一定的秩序共同運(yùn)行發(fā)揮作用而實(shí)現(xiàn)的。各個(gè)結(jié)構(gòu)在污水處理中的具體作用如下：生物反應(yīng)器主要承擔(dān)污水的分離、處理的核心環(huán)節(jié)，在這個(gè)環(huán)節(jié)中，生物反應(yīng)器主要依靠其中不同類型的膜結(jié)構(gòu)對(duì)水資源中的污染物通過(guò)過(guò)濾作用完成分離和凈化處理[1]。在應(yīng)用這一結(jié)構(gòu)時(shí)，相關(guān)的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)注意，要根據(jù)不同污染物的自身性質(zhì)以及不同膜結(jié)構(gòu)與之產(chǎn)生作用的原理來(lái)選用膜結(jié)構(gòu)。常用的膜結(jié)構(gòu)類型有曝氣膜、萃取膜等。而膜組件實(shí)際上是進(jìn)行完初步的污水處理后實(shí)施二次水停留和沉淀的結(jié)構(gòu)，其主要作用是在膜組件中完成污水中的固體和液體的分離過(guò)程。而泵結(jié)構(gòu)，是完成污水處理中水輸送的動(dòng)力結(jié)構(gòu)。在MBR的組合類型中，可以分別以膜組件在污水處理系統(tǒng)中的所在位置將其進(jìn)行分類。其中，一體式的MBR是指膜組件結(jié)構(gòu)被放置在生物反應(yīng)器的內(nèi)部，與生物反應(yīng)器組合成為一個(gè)整體來(lái)發(fā)揮作用；而分置式的MBR則是將膜組件與生物反應(yīng)器作為兩個(gè)獨(dú)立的結(jié)構(gòu)分離放置的。

1.2 MBR的特征分析

首先，利用MBR實(shí)施污水處理，凈化后的水資源水質(zhì)優(yōu)良。主要是由于這種污水處理方式主要是依靠膜的作用實(shí)現(xiàn)污水處理，由于膜結(jié)構(gòu)的自身性質(zhì)，其應(yīng)用于污水處理時(shí)的高效性特征明顯[2]。因此，對(duì)水資源的凈化程度也相對(duì)較高，經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，利用此方法進(jìn)行處理的污水水質(zhì)，在回用時(shí)可以列入市政雜用水的范疇。

其次，自身結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不受環(huán)境條件的限制。利用生物反應(yīng)器（MBR）進(jìn)行污水處理，處理過(guò)程中反應(yīng)器內(nèi)的微生物含量能夠時(shí)刻保持在高濃度的水平上，裝置的容積負(fù)荷能力也比較強(qiáng)，這使得其具有占地面積小的優(yōu)勢(shì)。污水處理的全過(guò)程只需要三部分簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，工作原理相對(duì)簡(jiǎn)單，操作方便易行，不容易受到空間或環(huán)境條件的限制[3]。另外，這種簡(jiǎn)單的組合型結(jié)構(gòu)，還有利于技術(shù)人員通過(guò)一定的自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)一步提高其應(yīng)用效率。

第三，污泥產(chǎn)生量小。在傳統(tǒng)的污水處理工藝中，必然會(huì)產(chǎn)生一定量的污泥，成為污水處理的殘留污染物。因此，還需要一定的成本費(fèi)用完成污泥處理的工作。但在利用生物膜反應(yīng)器后，可將剩余污泥的產(chǎn)生量降到最低，基本不對(duì)外部環(huán)境造成二次污染，也不會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的處理費(fèi)用。

2 MBR在污水處理與回用中的應(yīng)用

2.1 分置式的膜生物反應(yīng)器的應(yīng)用

這種膜生物反應(yīng)器的應(yīng)用起始時(shí)間較早，最早開(kāi)始于20世紀(jì)80年代，主要應(yīng)用的領(lǐng)域?yàn)槭突ば袠I(yè)中的污水處理。最初的分離式膜生物反應(yīng)器，其研制和應(yīng)用的原理是生物的好氧和厭氧性質(zhì)。隨著研究水平和相關(guān)技術(shù)能力的提升，專業(yè)人員對(duì)反應(yīng)器的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)、膜通量等指標(biāo)的了解和控制更加全面，并且分析研究得出了影響膜通量的主要因素。但這種形式的MBR，由于其反應(yīng)器和膜組件是獨(dú)立的兩個(gè)運(yùn)行個(gè)體，雖然在污水處理的工作中由于相互干擾產(chǎn)生問(wèn)題的幾率較小，但其發(fā)揮作用時(shí)，需要較大的動(dòng)力能量來(lái)源，才能使加壓泵發(fā)揮出促進(jìn)壓力升高的作用，從而進(jìn)一步激發(fā)膜結(jié)構(gòu)表面的快速錯(cuò)流現(xiàn)象，減少對(duì)膜的污染。在高壓和高速錯(cuò)流的要求下，污水處理過(guò)程必然會(huì)需要很大的動(dòng)力消耗。利用這種方式進(jìn)行污水處理，其能耗達(dá)到了2～10kWh/t，較之傳統(tǒng)的污水處理能耗，超出其將近20倍之多。屬于能耗較大的一種類型的生物膜反應(yīng)器。

2.2 一體式膜生物反應(yīng)器的應(yīng)用

所謂的一體式膜生物反應(yīng)器，實(shí)際上就是指污水處理的膜組件結(jié)構(gòu)與反應(yīng)器結(jié)構(gòu)作為一個(gè)整體發(fā)揮作用。這種反應(yīng)器的應(yīng)用最初出現(xiàn)在日本，其應(yīng)用領(lǐng)域主要在于生活污水的處理。這種兩者結(jié)合同步發(fā)生作用的反應(yīng)器模式有利于提高污水處理的效率和質(zhì)量，同時(shí)，由于結(jié)合應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)，可在大規(guī)模的污水處理和回用工作中進(jìn)行使用。這類膜生物反應(yīng)器的最新研究結(jié)果來(lái)源于歐洲國(guó)家。其在污水處理中的應(yīng)用流程是，在重力作用下或者通過(guò)水泵的人工抽吸作用產(chǎn)生負(fù)壓力，作為出水的動(dòng)力，在抽吸泵的選用上，這類反應(yīng)器通常采用真空式的抽吸泵[4]。在動(dòng)力消耗上遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于分置式結(jié)構(gòu)的反應(yīng)器，能耗具體數(shù)值僅占分置式的十分之一左右。這種反應(yīng)器結(jié)構(gòu)還可完全利用自然界的重力作用完成出水流程，這就使得出水環(huán)節(jié)的成本費(fèi)用節(jié)約下來(lái)。但由于這類反應(yīng)器的膜組件與反應(yīng)器的聯(lián)合應(yīng)用，膜結(jié)構(gòu)再次污染的速度較快，在連續(xù)作業(yè)的情況下，會(huì)對(duì)膜結(jié)構(gòu)造成較重的污染，不利于后期的清潔再利用，且膜組件的拆卸程序也相對(duì)比較復(fù)雜，在應(yīng)用便捷性上有所欠缺。

3 MBR的應(yīng)用領(lǐng)域簡(jiǎn)介

目前，MBR結(jié)構(gòu)在污水處理領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，主要的應(yīng)用領(lǐng)域有生活污水的處理、工業(yè)領(lǐng)域污水的處理以及高濃度污染的污水處理。其中，生活污水雖然污染程度相對(duì)較低，但其污水處理的總量較大，利用生物膜反應(yīng)器結(jié)構(gòu)，有利于促進(jìn)其應(yīng)用成本的節(jié)約。

其次，對(duì)于工業(yè)領(lǐng)域的污水處理，其污染源和產(chǎn)生途徑不同，利用反應(yīng)器進(jìn)行處理時(shí)的注意事項(xiàng)也有所區(qū)別。以白酒的廢水處理為例，由于白酒的釀造和勾兌過(guò)程需要遵循一定的化學(xué)原理，且其釀造過(guò)程實(shí)際上是細(xì)菌發(fā)酵作用產(chǎn)生的結(jié)果。因此，在白酒的廢水處理過(guò)程中，要想使MBR發(fā)揮出其作用，就需要對(duì)細(xì)菌的好氧和厭氧情況有一個(gè)全面的掌握，以便在污水處理流程中，按照相關(guān)的化學(xué)原理完成污水處理過(guò)程。

4 污水處理中應(yīng)用MBR的注意事項(xiàng)

由于污水處理工作本身就具有一定的規(guī)模性，且不同的水污染類型，其實(shí)際處理過(guò)程中的原理和方法也具有一定的差異。因此，在開(kāi)展大規(guī)模的污水處理工作之前，需要對(duì)污水樣本進(jìn)行取樣，然后在實(shí)驗(yàn)室中模擬污水處理的全過(guò)程，并觀察污水處理的效果，對(duì)處理后的水質(zhì)中的相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)。這不僅有利于處理技術(shù)人員對(duì)整個(gè)污水處理流程有一個(gè)全面的了解，還有利于避免污水處理過(guò)程中出現(xiàn)嚴(yán)重的問(wèn)題，可確保污水處理工作順利開(kāi)展。

5 結(jié)束語(yǔ)

總之，MBR技術(shù)是一種基于膜結(jié)構(gòu)的污水處理方式，根據(jù)膜結(jié)構(gòu)的不同類型以及膜組件的位置，污水處理的整體結(jié)構(gòu)有不同的組合形式，且不同的生物膜反應(yīng)器具有各自的優(yōu)勢(shì)和不足。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，技術(shù)人員和污水處理單位應(yīng)當(dāng)結(jié)合水污染的污染源類型，選擇適合的處理方法，并嚴(yán)格按照規(guī)范的污水處理操作流程開(kāi)展污水處理工作，力求使MBR結(jié)構(gòu)在污水處理與回用過(guò)程中的優(yōu)勢(shì)得到充分體現(xiàn)。

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收稿日期：2018-04-25

作者簡(jiǎn)介：李亮（1979-），男，本科，研究方向?yàn)槲鬯幚怼?/p>