膜生物反應器在污水處理中的應用分析

宗春香 王 剛

（博瑞德環境集團股份有限公司 江蘇南京 210023）

引言

現如今我國經濟水平不斷提高，居民的生活水平日益提升，生活中、工業上的污水排放量也在增多，污水處理問題得到普遍關注。與此同時，我國的污水排放標準也在不斷提高，對污水處理提出了更高的要求。膜生物反應器（MBR）將膜分離和生物處理相結合，利用膜組件代替傳統污水處理工藝中的二沉池，達到泥水分離的效果。由于其具有出水水質好、污泥濃度高、污泥產量少等優點，越來越多的研究者對膜生物反應器處理技術開展了相關研究，且該技術已經在許多工程中得到了實際應用。

1 膜生物反應器的基本原理

膜生物反應器作為一種污水處理新技術，得到了國內外研究者的廣泛關注，我國對膜生物反應器工藝的研究始于20世紀90年代[1]。這種技術將傳統的生物處理技術和膜分離技術有機結合在一起，利用活性污泥法去除污水中的有機污染物，再通過膜的截留作用將水和活性污泥進行固液分離。膜生物反應器主要由生化池和膜組件兩部分組成，根據其組合方式可分為分置式膜生物反應器、一體式膜生物反應器和復合式膜生物反應器三種類型。

2 膜生物反應器的應用現狀

由于膜生物反應器污泥濃度高、泥齡較長，對生活污水、高濃度有機廢水與難降解工業廢水均有良好的處理效果。其占地面積小，設備緊湊，在實際應用中可以根據處理需要，與其他工藝靈活結合以達到不同目的。目前膜生物反應器與其他技術的組合工藝主要包括以下幾種。

2.1 A/O-MBR組合工藝

A/O工藝除了具有降解污水中COD的作用外，還可有效去除污水中的氨氮。由于硝化菌繁殖速度較慢，世代周期長，因此需要較長的污泥齡。將A/O工藝和MBR工藝結合可以有效提高污泥齡，有利于硝化菌的生長，提高了脫氮效果。同時，MBR反應器較高的污泥濃度增強了系統的抗沖擊負荷能力，保證出水水質穩定，且占地面積僅為傳統活性污泥法的1/5～1/3[2]。

2.2 BAF-MBR組合工藝

盡管膜生物反應器具有多種優勢，但在實際應用中存在著較嚴重的膜污染問題，從而導致成本較高，難以大范圍推廣。BAF將生物接觸氧化法和生物濾池相結合，同時具有生物氧化降解和過濾的作用。微生物主要生長在反應器內的填料上，懸浮態微生物濃度與傳統生化池相比大大降低，因此可以有效控制膜污染[3]。

2.3 EGSB-MBR組合工藝

厭氧膜生物反應器是將厭氧生物技術與膜技術相結合用來處理污水的新型設備，包括厭氧濾池-MBR、UASB-MBR和EGSB-MBR等[4]。由于厭氧反應器不需要曝氣，其膜污染問題比好氧MBR更為嚴重。EGSB是第三代厭氧反應器，在UASB的基礎上增加了循環回流的設計，不僅可以提高污泥和進水的混合效果，還可以提高反應器內水流速度，增大對膜的沖刷作用，減緩膜污染。

3 膜生物反應器的優勢

3.1 出水水質好

根據其原理，膜生物反應器用膜分離代替了二沉池，其對污泥顆粒的截留作用明顯優于傳統沉淀池的沉降效果，大大提高了出水水質。另外，膜分離還可去除大部分細菌和病毒，出水可直接回用。

3.2 污泥濃度高

由于膜生物反應器可以截留污泥，生化池中的MLSS濃度可以達到10000mg/L以上[5]。這樣大大提高了生化池的容積負荷，節省了生化池的占地面積，且更有利于處理高濃度或難降解的廢水。同時，膜生物反應器不會出現傳統活性污泥法在高污泥濃度下出現的跑泥、死泥和污泥膨脹等問題。

3.3 污泥產量少

膜生物反應器是在高容積負荷、低污泥負荷下運行的，理論上來講，其污泥齡趨近于無限長，剩余污泥量為零。在實際運行中，膜生物反應器的污泥齡也遠遠大于傳統活性污泥法，剩余污泥量很低，降低了剩余污泥處理和處置的成本。同時，較長的污泥齡促進了世代較長的微生物的生長，有利于污水中難降解有機物的去除。

4 膜生物反應器的應用前景

膜生物反應器在污水處理中表現出較好的處理效果，具有出水水質好、污泥濃度高、污泥產量少等優點，且可以與多種工藝靈活結合達到不同的效果。但是在實際應用中由于膜污染使其成本較高，阻礙了其推廣。因此在今后的研究中應當通過開發新型抗污染膜材料、改進工藝等方式減緩膜污染，這樣才會使這項技術具有更大的競爭優勢和更廣闊的應用前景。

結語

本文介紹了膜生物反應器的應用現狀，分析了其優點和應用前景。盡管其應用在現階段還受到成本的限制，但這項技術可以高效處理污水，同時帶來優質的水資源。隨著這項技術的不斷成熟，其成本會不斷降低，未來將會成為污水處理和資源化的重要途徑。參考文獻

[1]黃霞,曹斌,文湘華,等.膜-生物反應器在我國的研究與應用新進展[J].環境科學學報,2008,28(3):416-432.

[2]程永偉,武彥生,高雄,等.A/O+MBR組合工藝處理方便面廠生產廢水[J].中國給水排水,2018,34(02):103-106.

[3]王曼,馮綺瀾,趙慶良,等.BAF-MBR用于污水深度處理與同步化學除磷[J].環境工程學報,2016,10(09):4945-4950.

[4]陳立楠,廖德祥,石文潮,等.厭氧膜生物反應器工藝研究現狀[J].廣州化工,2018,46(09):5-7.

[5]劉紀成,張勇,陳春生,等.AAOA-MBR工藝在超高污泥濃度下的運行[J].中國給水排水,2018,34(09):1-5.