中水处理技术之膜生化反应器技术（MBR）详解（组图）

　　编者按：膜生化反应器（MBR）技术将膜分离技术与生物技术有机结合，这种新型废水处理工艺也称膜分离活性污泥法。MBR综合了膜处理技术和生物处理技术带来的优点。超微滤膜组件作为泥水分离单元，可以*取代二次沉淀池。

　　膜生化反应器利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物质截留住，水力停留时间（HRT）和污泥停留时间（SRT）可以分别控制，而难降解的物质在反应器中不断反应、降解。

　　一方面，膜截留了反应池中的微生物，使用池中的活性污泥浓度大大增加，使降解污水的生化反应进行得更迅速更*，另一方面，由于膜的高过滤精度，保证了出水清澈透明从而省掉二沉池。因此，膜-生化反应器工艺通过膜分离技术大大强化了生化反应器的功能。与传统的生物处理方法相比，具有生化效率高、抗负荷冲击能力强、出水水质稳定、占地面积小、排泥周期长、易实现自动控制等优点，是目前zui有前途的废水处理新技术之一。
    主要特点：
    （1）出水水质稳定，出水无细菌和固体悬浮物；
    （2）污泥负荷（F/M）低，剩余污泥产量少；
    （3）反应器集成，占地面积小，不受设置场合限制；
    （4）主要污染物COD、BOD有效降解，无二次污染；
    （5）生物脱氮功能；
    （6）操作管理方便，易于实现自动控制；
    （7）运行费用低
    膜生化反应器有外置式（分体式）和内置式（一体式）两种形式：
    ①外置式（分体式）膜生化反应器在外置式膜生化反应器中生化反应器与膜单元相对独立，通过混合液循环泵使得处理水通过膜组件后外排；其中的生化反应器与 膜分离装置之间的相互干扰较小。
 

（膜生化反应器工艺流程示意图）

 　　 外置式MBR反应器的工作原理：

　


　　内置式（一体式）膜生化反应器：

　　内置式膜生化反应器其膜浸没在生物反应器内，出水通过负压抽吸经过膜单元后排出。
 

　膜生化反应器衍生技术（MBR+NF/RO）

    膜生化反应器衍生技术是指膜生化反应器的出水之后增加纳滤（或反渗透），由于膜生化反应器的出水氨氮、总金属离子、SS等指标已经达到排放标准，但部分难生化降解或不可生化降解的有机污染物尚不能去除，为达到更高的排放标准，则需采用纳滤（或反渗透）进一步分离难降解较大分子有机物，进行深度处理，确保出水COD达到排放要求。
    膜生化反应器衍生工艺技术具有以下优点：
    （1）高质量出水水质
    （2）低压运行、产水率高且稳定
    （3）避免了盐份富集，浓缩液可回灌集成、标准化程度高
    （4）自控化程度高，全自动操作，可无人值守
超滤（UF）技术
    超滤（Ultra filtration, UF）是以压力为推动力，利用超滤膜不同孔径对液体进行分离的物理筛分过程。溶液在压力作用下,溶剂与部分低分子量溶质穿过膜上微孔到达膜的另一侧,而高分子溶质或其它乳化胶束团被截留,实现从溶液中分离的目的。它的分离机理主要是靠物理的筛分作用。超滤材料目前大多数是有机复合高分子膜，如聚偏氟乙烯（PVDF）、磺化聚醚砜（PES）。目前无机膜材料也开始得到制备和应用，如陶瓷膜等。
超滤膜的形式种类较为繁多，主要有卷式、板式、中空纤维式、管式等。


 

纳滤技术（NF）

　　纳滤（Nano filtration, NF）分离作为一项新型的膜分离技术，技术原理近似机械筛分，但是纳滤膜本体带有电荷性，因此其分离机理只能说近似机械筛分，同时也有溶解扩散效应在内。超滤或反渗透相比，纳滤过程对单价离子和分子量低于200的有机物截留较差，而对二价或多价离子及分子量介于200～500之间的有机物有较高脱除率。纳滤膜的分离孔径在一般在1nm到10nm左右，一般的纳滤操作压力为5-25bar左右。
 

反渗透技术（RO）

   　 反渗透（Reverse Osmosis, RO）其分离粒径一般小于1nm，其分离粒子级别可达到离子级别。反渗透机理到目前为止还不是很明确，一般认为其机理为选择性吸附－毛细管流机理：由于膜表面的亲水性，优先吸附水分子而排斥盐分子，因此在膜表皮层形成两个水分子（1nm）的纯水层，施加压力，纯水层的分子不断通过毛细管流过反渗透膜。控制表皮层的孔径非常重要，影响脱盐效果和透水性，一般为纯水层厚度的一倍时，称为膜的临界孔径，可达到理想的脱盐和透水效果。