分置式MBR 工藝研究

劉 宇

（江蘇省郵電規劃設計院有限責任公司 江蘇南京 210019）

1 概述

我國水資源相對匱乏，人均可再生淡水資源僅為世界平均水平的1/3，在所有國家中排名倒數第15位，而人均消費量卻占水資源總量的22%，是世界平均水平的2.44倍，即使如此，由于我國長期的城鎮化和工業化發展導致了各地水污染現狀十分嚴峻。據一項對全國城鎮有水質監測數據的2326個地表水水源地的評價結果顯示，約有55%的水源地水質達不到國家標準要求，城鎮地表水水源地水質合格率超過80%的省、市、自治區的只有3個，分別為天津（100%）、西藏（96%）和海南（86%），而上海市地表水水源地水質合格率最低，為0。其中不合格水源地的超標項目主要是有機污染為主[1]。城市廢水污染也制約了當地經濟的發展，給人們的生產生活帶來較大影響，加強城市污水治理工作刻不容緩。

2 分置式MBR 工藝及其特點

2.1 分置式MBR 工藝原理

膜生物反應器（MembranceBio-Reactor）又稱MBR，是一種將膜分離技術與生物處理技術結合起來的一種新型水處理技術。根據膜組件與生物反應器的組合方式的不同，可以將MBR細分為分置式MBR、一體式MBR和復合式MBR三種基本類型。

分置式MBR是指膜組件與生物反應器分開設置，膜組件在生物反應器的外部，生物反應器反應后的混合液進入膜組件分離，分離后的清水流出，污泥回流到反應器中繼續參加反應[2]（見圖1）。

圖1 分置式MBR 工藝流程

2.2 分置式MBR 工藝優點

一體式中的膜組件主要是放置于反應器內部，受到曝氣、污泥等許多因素的影響常常會導致出水穩定性得不到保障，而且對于操作條件要求較高，管理起來也不是十分方便。與之相比的是通過循環泵來增強料液循環的錯流運行的分置式MBR，這種工藝具有運行穩定可靠、操作簡便、易于管理，而且由于膜組件與反應器是相對獨立，因此對于膜組件的安裝、更換、增設以及清洗等等都較為簡便。

2.3 分置式MBR 工藝的不足

料液的循環流速很高，因此，動力消耗較大，與傳統污水處理工藝相比系統運行費用高，但較一體式MBR運行費用有優勢。此外，由于循環泵產生的剪切力會造成微生物的活性受到損害，對生物處理效果具有不利影響。

3 分置式MBR 的實踐應用

琚冉，薛飛等[3]以一座日處理能力為150m3的校園住宿區污水小型污水處理工程為例，原水水質CODcr為150-250mg/L,氨氮為15-40mg/L,濁度20-60，色度為70-120，pH為5.5-8.5，溶解性固體為1000-3000mg/L；原水經處理后主要用于綠地澆灌及廁所回用水，出水水質CODcr＜40mg/L,氨氮為＜5mg/L,濁度＜5，色度為＜20，pH為6-7.5，溶解性固體為＜800mg/L，膜組件有效容積為50m3，該項工程的固定資產投資為59.42萬元，處理污水的成本為2.19元/m3，略微要比傳統的水處理工藝要貴一點，水處理電耗為1.6w·h/m3，高于傳統水處理工藝的0.3-0.4w·h/m3，但是分置式MBR比一體式MBR在基建費用方面節省了14.05萬元，在運行成本方面，分置式MBR單位水量動力費用節約0.211.6kW·h,單位水量分置式成本為2.19元/m3，較一體式的2.68元/m3便宜0.49元/m3，具有一定的運行成本優勢。

4 討論

分置式MBR具有很好的推廣價值，但也需要進一步完善的地方：1）膜制造成本較高，質量還有待進一步提高，以降低推廣成本；2）控制好適當的污泥濃度，以降低分置式MBR的運行能耗；3）由于分置式MBR對于動力要求較大，這就需要在后期運行過程中加強新型耐污染膜材料的研究開發；4）膜格柵是整個MBR工藝系統運行的瓶頸，不管選用何種型式的膜格柵都應留有至少30%以上的備用量[4]；5）對分置式MBR提高料液流速，以提高泥水混合液對膜表面的剪切力作用，從而降低濃差極化和沉積層的形成，提高水通量[5]。

5 結語

膜生物反應器的運行能耗費用與系統規模、工藝流程設計、選擇膜形式、膜通量、污泥濃度等等均有關系，因此要做好設備選型和優化流程設計工作[6]。與傳統方法相比，分置式MBR在污水處理穩定可靠性、操作管理以及膜管清洗等方面具有諸多優勢，有效克服了與污泥沉降性能有關的限制，并很好的起到了取代二沉池的作用，實現了污水澄清和除菌的理想效果，具有很好的應用前景。

[1]王研,唐克旺,徐志俠.等.全國城鎮地表水飲用水水源地水質評價[J]水資源保護,2009,25（2）：1-4.

[2]孫孝龍,普紅平.新型廢水處理技術-膜分離生物反應器（MBR）.[J]環境科學與技術,2003,26（5）：49-51.

[3]琚冉、薛飛、趙玉華.分置式MBR設計與技術經濟分析.[J]現代商貿工業,2009（1）：379-380.

[4]劉燕云.MBR處理工藝主要設備選型及常見問題探討[J]給水排水,2012,38（4）：91-96.

[5]譚譯,李勇,黃勇.膜生物反應器的優缺點及改進思路[J]江蘇環境科技,2006,19（6）：49-53.

[6]宋艷.外置式MBR與浸沒式MBR的運行比較[J]甘肅科技,2011,27（17）：85-86.