膜生物反应器作为一种新的废水生物处理技术,在废水资源化及中水回用方面具有广阔的应用前景,受到国内外普遍关注。膜生物反应器是由膜分离技术与污水处理工程中的生物反应器相结合组成的反应器系统,英文称membrane biologicalreactor,简称 MBR。它综合了膜分离技术与生物处理技术的优点,以超滤膜、微滤膜组件代替传统生物处理系统的二沉池以实现泥水分离,被超滤膜、微滤膜截留下来的活性污泥混合液中的微生物絮体和相对较大分子质量的有机物又重新回流至生物反应器内,使生物反应器内获得高浓度的生物量,延长了微生物的平均停留时间,提高了微生物对有机物的氧化速率,膜生物反应器的出水水质很好,尤其对悬浮固体的去除率更高,甚至可达到深度处理出水水质的要求。
工艺特征
MBR工艺作为一种新兴的高效水处理技术,与常规工艺相比,具有以下特点:①污染物去除效率高,不仅能高效地进行固液分离,而且能有效去除病原微生物。②生物反应器内微生物浓度高,MLSS为常规处理工艺的3~10倍。
③高浓度活性污泥法的吸附与长时间的接触,使分解缓慢的大分子有机物的停留时间变长,使其降解率提高,污泥产生量少,出水水质稳定。
④由于过滤分离机理,不怕污泥膨胀,依靠膜的过滤截留作用出水,不影响出水水质。⑤在废水处理史上首次实现SRT和HRT的彻底分离,使运行控制更加灵活和稳定。MBR工艺的固体停留时间很长,允许世代周期长的微生物充分生长,对某些难降解有机物的生物降解十分有利。
⑥剩余污泥量少、污泥处理和处置费用低。由于SRT长,生物反应器起到了污泥消化池的作用,节省了污泥处理的投资和费用。
⑦硝化能力大大提高。NHs氧化的自养型硝化细菌世代期长,生长速度慢,易于失。在MBR工艺中、由于膜的截留作用和SRT的延长,创造了有利于硝化细菌的生长环境。同时由于MBR中污泥浓度高,MLSS可达20000mg/L,污泥絮凝颗粒存在从外到内的 DO梯度,相应形成好氧、缺氧和厌氧区,可实现反硝化和生物除磷。
⑧化学药剂投加量少或不投加化学药剂。
⑨ MBR结构紧凑,易于实现一体化自动控制。
⑩膜件化的设计能够使工艺操作具有较大的灵活性和适应性。
但膜生物反应器也存在一些不足:膜的制造成本较高;在运行过程中,膜容易受到污染,产水量降低,给操作管理带来不便,这是目前研究者致力改进的主要问题。