膜-生物反應(yīng)器(Membrane-Bioreactor,簡稱MBR)是一種將膜分離技術(shù)與傳統(tǒng)污水生物處理工藝有機(jī)結(jié)合的新型高效污水處理與回用工藝。該工藝以膜組件代替?zhèn)鹘y(tǒng)污水生物處理工藝中的二次沉淀池,通過膜組件的高效截流作用使得泥水徹底分離;并且由于曝氣池中活性污泥濃度的增大和污泥中特效菌(特別是優(yōu)勢菌群)的出現(xiàn),提高了生化反應(yīng)速率;同時,在低污泥負(fù)荷下運行也減少了剩余污泥產(chǎn)量(理論上可達(dá)到零污泥排放),從而基本解決了傳統(tǒng)生物處理工藝存在的出水水質(zhì)欠佳、占地大、運行維護(hù)復(fù)雜、易發(fā)生污泥膨脹等突出問題。因此,MBR工藝近年在國際水處理技術(shù)領(lǐng)域正日益得到廣泛關(guān)注,應(yīng)用領(lǐng)域也已從生活污水處理與回用、工業(yè)廢水處理逐漸向大規(guī)模城市污水處理與回用等方面拓展。
根據(jù)膜組件的設(shè)置位置,膜-生物反應(yīng)器可分為分置式膜-生物反應(yīng)器(sidestream MBR)和一體式膜-生物反應(yīng)器(submerged MBR)兩大類,如圖1所示。
清華大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程系早在90年代初即成立了由著名環(huán)境工程專家錢易院士為帶頭人的科研小組,開始對膜-生物反應(yīng)器技術(shù)進(jìn)行深入系統(tǒng)的研究,是國內(nèi)最早開展該項研究的單位之一。經(jīng)過10多年的研究,在國家自然科學(xué)基金、國家八五和九五科技攻關(guān)以及國際合作項目等的支持下,由黃霞教授等組成的研究小組先后對多種膜組件(平板式、管式和中空纖維式)、多種膜材質(zhì)(聚丙烯腈、聚乙烯、聚砜等有機(jī)膜和無機(jī)陶瓷膜)、多種膜規(guī)格(微濾膜和超濾膜),幾種型式(分置式和一體式)的膜-生物反應(yīng)器進(jìn)行了系統(tǒng)深入的研究。重點優(yōu)化了膜-生物反應(yīng)器的操作條件,開發(fā)了一整套的膜污染防治技術(shù),在系統(tǒng)長期穩(wěn)定運行控制等方面取得了突出成果。我公司作為清華大學(xué)MBR技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化推廣商,率先成為這一工藝的倡導(dǎo)者和應(yīng)用者。
一體式膜-生物反應(yīng)器應(yīng)用于中水回用工程的工藝流程圖如圖2所示:
膜-生物反應(yīng)器工藝的主要優(yōu)點如下:
1.產(chǎn)水率高,處理后出水可全部回用;
2.處理效率高,出水水質(zhì)優(yōu)良穩(wěn)定,處理出水不含SS,極其清澈,感觀好?芍苯幼鳛樯铍s用水回用;
3.運行靈活,對水質(zhì)水量的變化適應(yīng)性很強。尤其對于一些新建社區(qū)或季節(jié)性的度假場所,即使進(jìn)水量遠(yuǎn)低于設(shè)計水量,通過自動控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)運行周期,使運行不受影響;
4.工藝流程簡單,結(jié)構(gòu)緊湊,占地少,適用于任何場合;
5.易于完全實現(xiàn)自動化,無需專人負(fù)責(zé)運行維護(hù);
6.剩余污泥產(chǎn)量極低,甚至不產(chǎn)生剩余污泥。