MBR膜生物反應器在生活污水處理中的技術分析

       近年來，生活用水量和工業(yè)用水量都在急速的增加。在城市生活污水的處理過程中，傳統(tǒng)的污水處理工藝已不能滿足當前的水處理要求。能源和資源回收在污水處理領域日益受到關注。將厭氧生物技術和膜技術耦合的AnMBR工藝必定有著非常廣闊的研究前景。
       1、MBR（膜生物反應器）發(fā)展歷程
       MBR（膜生物反應器）在我國污水處理領域的應用始于20世紀90年代初。20多年來，MBR技術在我國的應用主要經歷5個階段。
       ①1990～2000年：小試、中試以及示范工程。②2000～2003年：小規(guī)模實際應用（單個工程規(guī)模達百噸/日級）。2003～2006年：中等規(guī)模實際應用（單個工程規(guī)模達千噸/日級）。④2006～2010年：2006年我國第一座萬噸/日級的MBR工程在北京密云縣污水處理廠投入運行，開始了萬噸/日級規(guī)模工程的推廣應用。⑤2010年至今：應用規(guī)模不斷擴大（總累計處理規(guī)模超過百萬噸/日）。
       2006年以來，我國大型MBR（萬噸/日以上級）的增長情況良好。2010年后，大型MBR的數量和規(guī)模明顯加快，大型MBR的總規(guī)模在2010年突破100萬噸/日，2014年突破400萬噸/日，2015年有望達到700萬噸/日。MBR現主要用于市政污水、工業(yè)廢水和受污染地表水的處理中。
       2厭氧膜生物反應器的結構配置及優(yōu)劣勢
       對于厭氧膜生物反應器的組成構件有很多，就是到現在為止我們研究相對較多的是平板膜組件和中空纖維膜組件，對于這兩種不同組件每一種都有其各自的優(yōu)缺點。但是在工業(yè)中污水的處理較多的使用中空纖維膜組件。
       厭氧膜生物反應器技術在處理生活污水中有著很多的優(yōu)點，當我們把這項技術運用在生活污水處理中的時候，它能很好的實現固液分離，從而達到很好的處理效果，使出水水質很好。當我們在使用一項新的技術時，我們經常做的事情就是與過去的技術相互比較，于是可以得到，厭氧膜生物反應器的突出優(yōu)點有：
       （1）當生活污水中有很多的固體廢棄物的時候，使用厭氧膜生物反應器技術，可以很好的分離固體廢棄物，對固體廢棄物處理效果良好，而且很能很好的把固體和液體分離，達到我們滿意的處理結果；
       （2）在使用厭氧膜生物反應器的時候，這項技術比較容易讓人上手，關鍵是操作起來沒有那么困難，另外還能很好的控制水力停留時間；
       （3）在整個操作過程當中，還有利于保護微生物，使微生物不會那么容易流失，而且還能控制污泥濃度；
       （4）由于厭氧膜生物反應器中，運用到了生物技術，所以在使用這項技術的時候，可以使某些細菌得到增殖，從而能夠更好的使污水達到理想的處理效果，這不僅提高了一些細菌的數量，還使得更多的有機物得到了充分的分解；
       （5）在使用厭氧膜生物反應器的時候，會使最終處理的廢水中污泥的含量低于預想的結果，大大降低了污泥處理的費用；
       （6）使用平板膜的過程中，會產生一定的作用力，而這項作用力可以使污泥絮體的體積有一定的減小，由于該平板膜的快速運動，使污泥的傳氧速度大大提高。
        3厭氧膜生物反應器工藝研究
        3.1AnMBR典型工藝
       前面總結了典型的厭氧膜生物反應器的工藝及其處理的廢水類型。AnMBR是由厭氧反應器和膜分離耦合而成，常用的厭氧反應器有4大類：*混合厭氧反應器（CSTR）、厭氧流化床（AFBR）、升流式厭氧污泥床（UASB）以及厭氧污泥膨脹床反應器（EGSB）。
       CSTR—MBR設備操作簡單，成本較低，應用廣泛，但出水水質較差，易造成嚴重的膜污染。相比，CSTR—MBR、UASB—MBR具有污泥顆粒較大，膜污染程度低的特點，在高濃度有機工業(yè)廢水處理的應用中具有很大的潛力。EGSB—MBR和AFBR—MBR由于添加了載體，懸浮污泥濃度較低，上清液中溶解性微生物產物（SMP）明顯少于CSTR—MBR，膜污染程度較低。
       但由于載體膨脹所需能耗較大，在反應器的設計時載體的種類、顆粒大小的選擇等對膜污染和運行成本有較大的影響。AnMBR工藝主要采用微濾和超濾膜，以中空纖維膜為主，平板膜和管式膜也有少量應用。根據膜組件的設置位置，AnMBR分為外置式和浸沒式，由于浸沒式占地小、能耗低，多數研究集中于浸沒式AnMBR，但外置式具有膜組件易清洗和拆卸的特點，常用于膜污染較嚴重的污水處理工藝。膜材料主要為有機聚合物，包括聚偏氟乙烯（PVDF），聚醚砜（PES）和聚乙烯（PE）。
       此外，動態(tài)膜利用膜表面污染物形成的泥餅層作為分離層，一定程度上使膜污染在MBR工藝中由缺陷轉變?yōu)閮?yōu)勢，且具有易清洗、運行成本低等優(yōu)點，在AnMBR工藝中具有潛在、良好的應用前景將動態(tài)微網膜材料應用于AnMBR處理城市污水以及高濃度垃圾滲濾液，均得到了較好的處理效果。