MBR膜生物反应器技术现状及发展趋势

MBR技术现状及发展趋势2012级环保设施运营管理1班1201020143卢柏光摘要：本文主要对MBR的工艺技术的现状进行了阐述和深入的探讨，在了解我国MBR发展现状的基础上，重点剖析了MBR膜分离技术工艺的未来发展方向，以及处理技术变化趋势。关键词：膜生物反应器废水处理污废水资源化1.膜生物反应器（MBR）的概述膜生物反应器（MBR）是膜技术和污水生物处理技术有机结合产生的废水处理新工艺。是污水资源化的重要手段。膜生物反应器（MBR）是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术，将膜分离中的超滤、微滤技术和活性污泥法有机结合的污水处理高新技术。主要有膜组件、生物反应器、物料输送三部分组成。该技术在用于市政污水、食品工业废水、石油化工废水和有毒工业废水的处理以及自来水深度处理中，替代常规水处理工艺中的二沉池，具有高效、节能、无需新增场地、产水水质好等优点。MBR作为一项新型的水处理技术，在过去常因传统技术的存在而备受忽视，但是一系列的数据特别是近年来的发展现状表明，MBR作为一种先进的技术手段已迅速被人们所接受，在构建现代的水处理技术与市场的诸多方面发挥着及其重要的作用。2.MBR工艺的特点2.1MBR的优势和长处2.1.1出水水质优质稳定由于膜的高效分离作用，分离效果远好于传统沉淀池，处理出水极其清澈，悬浮物和浊度接近于零，细菌和病毒被大幅去除，出水水质优于建设部颁发的生活杂用水水质标准（CJ25.1-89），可以直接作为非饮用市政杂用水进行回用。同时，膜分离也使微生物被完全被截流在生物反应器内，使得系统内能够维持较高的微生物浓度，不但提高了反应装置对污染物的整体去除效率，保证了良好的出水水质，同时反应器对进水负荷（水质及水量）的各种变化具有很好的适应性，耐冲击负荷，能够稳定获得优质的出水水质。2.1.2剩余污泥产量少该工艺可以在高容积负荷、低污泥负荷下运行，剩余污泥产量低（理论上可以实现零污泥排放），降低了污泥处理费用。2.1.3占地面积小，不受设置场合限制生物反应器内能维持高浓度的微生物量，处理装置容积负荷高，占地面积大大节省；该工艺流程简单、结构紧凑、占地面积省，不受设置场所限制，适合于任何场合，可做成地面式、半地下式和地下式。2.1.4可去除氨氮及难降解有机物由于微生物被完全截流在生物反应器内，从而有利于增殖缓慢的微生物如硝化细菌的截留生长，系统硝化效率得以提高。同时，可增长一些难降解的有机物在系统中的水力停留时间，有利于难降解有机物降解效率的提高。2.1.5操作管理方便，易于实现自动控制该工艺实现了水力停留时间（HRT）与污泥停留时间（SRT）的完全分离，运行控制更加灵活稳定，是污水处理中容易实现装备化的新技术，可实现微机自动控制，从而使操作管理更为方便。2.1.6易于从传统工艺进行改造该工艺可以作为传统污水处理工艺的深度处理单元，在城市二级污水处理厂出水深度处理（从而实现城市污水的大量回用）等领域有着广阔的应用前景。2.2MBR的不足和短处2.2.1膜造价高，使膜-生物反应器的基建投资高于传统污水处理工艺；2.2.2膜污染容易出现，给操作管理带来不便；2.2.3能耗高：首先MBR泥水分离过程必须保持一定的膜驱动压力，其次是MBR池中MLSS浓度非常高，要保持足够的传氧速率，必须加大曝气强度，还有为了加大膜通量、减轻膜污染，必须增大流速，冲刷膜表面，造成MBR的能耗要比传统的生物处理工艺高。3.MBR在各应用领域的分布目前我国MBR系统主要用于城市污水处理与回用、高浓度工业废水处理、难降解工业废水及公共敏感卫生区域污水处理4大领域，见图1。相对于市政污水处理，MBR对含油、食品加工等高浓度、有毒、难降解的工业废水处理在技术上更有优势。20世纪90年代以来，随着应用研究的发展，MBR处理污水工程已经成功地从生活污水的处理扩展到食品、啤酒、石化、屠宰、医药、垃圾渗滤液等工业废水的处理，建立了数个万吨级的MBR工业废水处理工程。以处理能力计，MBR在工业废水处理中应用的比例如图2所示。我国石化企业普遍存在吨油水耗偏大的问题，对新鲜水的需求量很大。企业面对着一边是大量排放的污水，一边是新鲜水源不足的境况，水资源的短缺，直接制约了企业的发展。因此石化企业纷纷尝试使用先进的污水处理与回用技术，以期实现污水的回用与资源化。4．膜生物反应器的工程应用前景MBR污水处理系统由于其自身具备的优点，其大规模工程应用是解决城市污水处理及再生利用的一条良好途径。随着MBR工艺的改进和膜组件价格的下降，在废水处理工业中，它将会有快速的增长。同时MBR较小的占地面积将使它在城市污水处理系统的建造中越来越有活力。当前，膜生物反应器商业应用的市场增长速率已经超过了整个污水处理大市场的增长率，同时也超过了其它类型的膜的市场增长率，增长率超过了10%。目前，我国MBR市场正在加速成长．工程数量和处理规模不断增加。随着膜制造技术的日渐成熟及国产化，膜质量的提高和膜制造成本的降低及相关的工程经验的积累，MBR的投资与运行费用也会随之大幅度降低，以及污水排放和回用标准的日益提高，在未来的城市、生活、工业废水的处理及污水资源化利用项目中，MBR技术将展现出良好的发展前景和市场潜力。未来3～5年时间，MBR技术将以大型污水厂改扩建工程、石化、垃圾填埋渗滤液、医院废水为重点推广行业，辅以带动MBR技术在食品、养殖等行业中的水资源再利用技术的进步。5.膜生物反应器的发展趋势5.1从MBR工艺日益广泛的应用状况来看，目前MBR的发展趋势表现为：5.1.1进行新型膜组件集装式、密集式模块化的优化设计5.1.2研究新的制膜方法，研究性能优越的膜材料5.1.3研究新型的MBR，对MBR能长期稳定运行研究适宜的工艺条件5.2未来可能获得迅速发展的重点领域和方向5.2.1应用于高浓度、难降解、有毒的工业污水处理5.2.2现有的污水处理厂的更新升级5.2.3应用于有污水回用需求的地区和场所5.2.4垃圾填埋渗滤液的处理及回用5.2.5应用于无排水管网系统的地区，如度假区、旅游风景区等