MBR工藝及其在中水回用中應用比較研究

摘 要：本文在分析了MBR工藝原理、類型、特點以及應用范圍的基礎上，對MBR工藝和接觸氧化法在中水回用中的應用進行了對比。MBR工藝具有較強的穩定性、安全性，占用空間更少，日常維護管理簡單、易操作且成本低，具有很好的應用前景。

關鍵詞：MBR工藝；中水回用；接觸氧化法

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.12.039

0 概述

中水又叫再生水，是污水處理后達到相應的水質標準，滿足使用需求可以進行再次使用的水。通過MBR工藝處理后的污水達標排放，其優勢在于經消毒后能夠滿足城市中水使用標準，廣泛應用于市政園林綠化、城市景觀以及車輛沖洗等領域。

1 MBR工藝原理、類型及特點

1.1 工藝原理

膜生物反應器（MBR工藝）是一種將膜高效分離技術與傳統活性污泥法相結合的新型高效污水處理工藝。利用膜分離設備將生化反應池中的活性污泥和大分子有機物截留，減少剩余污泥產生量（甚至為零），解決了傳統活性污泥法的諸多不足。此外，不需要二沉池構造，節約空間和成本。MBR工藝強化了生物反應器功能，提高了活性污泥濃度，可以分別控制水力停留時間和污泥停留時間，污水中一些難降解的物質在反應器中不斷反應、降解。

1.2 工藝類型

根據不同標準，MBR工藝又可以進一步細分為不同類型。（1）按生化系統和膜分離系統的相對位置，MBR可分為分置式和一體式。分置式MBR是將膜組件放置在單獨膜池內，一體式則是將膜組件直接放置在生化系統內。（2）按膜組件的放置位置的不同，MBR可分為浸沒式和管式，浸沒式是將膜組件浸沒于生物反應器或膜池內，管式則是將膜元件裝填在膜管內，再設置膜架放置膜管。（3）按過濾推動方式，MBR可分為正壓式和負壓式。正壓式MBR多采用管式膜，通過料液循環錯流運行，生物反應器的混合液由泵增壓后進入膜組件，在壓力作用下濾液成為系統處理出水，大分子等物質被膜截留。負壓式多采用浸沒式，通過泵的負壓抽吸作用得到膜過濾出水。

1.3 工藝特點

MBR工藝處理城市生活污水具有良好的應用效果和推廣前景。該工藝具有：（1）出水水質穩定。MBR中的膜能夠截留微生物，縮短活性污泥馴化、增量過程，加強了污水的處理深度和系統的抗沖擊力，出水穩定。（2）占地面積較小。MBR工藝處理污水能夠在高負荷下運轉，設備緊湊，提高容積負荷，膜組件替代二沉池和過濾設備，減少占地面積。（3）管理簡便。MBR工藝原理主要是通過膜的抽吸來進行泥水分離，MBR出水因污泥膨脹因素影響較小，且工藝的自動化程度高，管理方便。（4）抗沖擊性強。MBR工藝處理污水時，當進水水量短時間內有較大變化時，可以通過短時間內加大膜通過流量以緩解沖擊，而當進水水質變化，較高的污泥濃度也可以起到很好的緩解沖擊效果。

1.4 適用范圍

MBR工藝具有高效的污水處理效果，并在多個領域得到了廣泛應用，被認為是中水回用的最佳選擇。如：小區污水處理、對綠化美觀有要求的公司、工程，占地面積有限的改造項目，以及對出水水質有著嚴格要求的地區。

2 MBR與接觸氧化工藝應用比較

接觸氧化法與MBR工藝用于中水處理在國內已有30多年歷史，大多通過了驗收，并運行良好。但MBR工藝無論是在工藝流程、處理效果、投資成本以及后期的運行維護管理等方面都具有優勢。

2.1 處理流程比較

接觸氧化工藝應用中水處理，首先將原水提取通過隔油池、格柵和曝氣調節池后，經由提升泵提至一、二級曝氣池，再經過初沉池沉淀后進入三級曝氣池，二沉池沉淀后將中間水池經由過濾泵提至過濾罐，加藥消毒后達標排放，實現變頻供水利用。而MBR工藝則將接觸氧化工藝流程中的第三級曝氣池和沉淀池改造為膜處理池，取消了一、二級曝氣池和初沉池、過濾罐，有效容積大幅提升。

2.2 處理效果比較

從日常的處理效果觀測來看，無論是出水穩定性、濁度、消毒效果，以及臭味等MBR均要優于接觸氧化工藝。具體原因，MBR工藝結合了高容積負荷和納濾，對來水用水的不規律適應性強，抗沖擊力要優于接觸氧化工藝的抗水力負荷沖擊。而接觸氧化工藝生物相易波動，處理效果不穩定，大腸菌群以及總余氯不達標。

2.3 工藝運行比較

無論是MBR工藝還是接觸氧化工藝處理中水回用的日常運行費用主要是設備維修費、化學品消耗費用和補充自來水費用。接觸氧化法由于水質波動大，在生物相培養調整、過濾罐反沖洗以及更換濾料等會增加自來水使用成本的消毒劑等。而MBR工藝美院過濾罐和生物填料等問題，水質處理穩定，節省生物填料更換和過濾罐清洗等費用?？紤]MBR工藝中的膜組件更換會增加運行成本，可通過嚴格管理來降低成本。

2.4 工藝維護比較

MBR工藝和接觸氧化法后期的維護費用都是一筆不小的開支，各自的維護方法和維護關注的重點差別較大。其中，MBR主要是做好膜組件的維護，為不影響系統正常運行，可采用分組停機方式進行，要嚴格控制雜物、殘渣等進入膜處理池，防止損傷膜組件表面，及時修補或更換受損膜片。鑒于納濾后細菌指標在消毒前已實現達標，因此，正常按MBR工藝流程要求定量投加消毒劑即可。接觸氧化工藝設備較多，重點需要做好生化池、過濾罐的維護和消毒劑投加。

3 結語

我國是水資源匱乏的國家，人均水資源的占有量僅為世界人均占有量的1/4，還呈現出區域分布不均等嚴峻形勢。隨著城市化進程的加快，城市用水量激增，全國300多個大中型城市就有50多個屬于缺水型城市。因此，探討城市中水回用技術具有積極的現實意義。通過MBR工藝的分析和探討，對于深化工藝認識，完善工藝流程，推廣工藝應用，發揮工藝的社會價值、經濟價值和環境效益都具有積極意義。通過比較MBR和接觸氧化工藝處理中水可以得出：MBR工藝更具穩定性、安全性，占用空間更少，日常維護管理簡單、易操作且成本低，因此，具有很好的應用前景。

參考文獻：

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[2]盧曠.三種膜生物反應器（MBR）工藝在中水回用中比較研究[J].資源節約與環保，2013（05）：23-24.

作者簡介：高海平（1981-），男，山東煙臺人，本科，助理工程師，主要從事水污染控制研究。