MBR膜生物反應(yīng)器技術(shù)介紹(詳細(xì))-pdf

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1、目 錄 前言 ............................................................................................................. 1 1MBR工藝簡介 ......................................................................................... 3 1.1 術(shù)語和定義 ..................................................................

2、................................................ 3 1.2 MBR的含義及其原理 ................................................................................................. 4 1.3 MBR工藝分類 ............................................................................................................. 5 1.4 MBR

3、工藝優(yōu)越性 ......................................................................................................... 7 1.5 MBR工藝的不足 ......................................................................................................... 9 1.6 MBR的發(fā)展 ....................................................

4、............................................................. 9 1.6.1 MBR技術(shù)在國外污水處理中的研究及應(yīng)用 .................................................. 9 1.6.2 MBR技術(shù)在國內(nèi)污水處理中的研究及應(yīng)用 ................................................ 10 1.7 MBR的發(fā)展前瞻 ...............................................................

5、........................................ 11 1.7.1 MBR 應(yīng)用的重點(diǎn)領(lǐng)域和方向 ....................................................................... 11 1.7.2 MBR 未來的研究重點(diǎn) ................................................................................... 12 2 MBR工藝用膜和膜組件 ......................................

6、................................ 13 2.1膜的定義 .................................................................................................................... 13 2.2膜的結(jié)構(gòu)和材料 ........................................................................................................ 13 2.2.1膜結(jié)構(gòu)和分類 ..

7、............................................................................................... 13 2.2.2MBR膜材料 ..................................................................................................... 16 2.3膜組件 ...........................................................................

8、............................................. 17 2.3.1膜組件分類 ..................................................................................................... 17 2.3.2MBR膜組件 ..................................................................................................... 20 2.4MBR膜組件廠家 ...

9、..................................................................................................... 24  MBR技術(shù)培訓(xùn)資料 3 MBR的設(shè)計(jì)與運(yùn)行管理 ...................................................................... 25 3.1進(jìn)水要求 ................................................................................

10、.................................... 25 3.2總體要求 .................................................................................................................... 25 3.3工藝設(shè)計(jì) .................................................................................................................... 26 3

11、.3.1 一般規(guī)定 .......................................................................................................... 26 3.3.2 預(yù)處理和前處理 ............................................................................................. 26 3.3.3 工藝設(shè)計(jì) ........................................................

12、................................................. 27 3.3.4污泥處理系統(tǒng) ................................................................................................. 29 3.3.5 后處理 ............................................................................................................. 29 3.4主要工藝設(shè)

13、備和材料 ................................................................................................ 29 3.4.1 浸沒式膜組器 ................................................................................................. 29 3.4.2 外置式膜組器 ..................................................................

14、............................... 31 3.5檢測與過程控制 ........................................................................................................ 32 3.5.1 檢測 ................................................................................................................. 32 3.5.2 過程控制 ......

15、.................................................................................................... 33 3.6主要輔助工程 ............................................................................................................ 33 3.6.1 建構(gòu)筑物 .............................................................

16、............................................ 33 3.6.2 電氣系統(tǒng) ......................................................................................................... 34 3.7施工與驗(yàn)收 ................................................................................................................ 34 3.7.

17、1 施工 ................................................................................................................. 34 3.7.2 驗(yàn)收 ................................................................................................................. 35 3.8 運(yùn)行管理 .........................................

18、........................................................................... 36 3.8.1 一般規(guī)定 ......................................................................................................... 36 3.8.2 水質(zhì)管理 ........................................................................................

19、................. 37 3.8.3 設(shè)備管理 ......................................................................................................... 37 1  MBR技術(shù)培訓(xùn)資料 4膜污染 .................................................................................................... 39 4.1膜污染的定義及危害 ..............

20、.................................................................................. 39 4.1.1 膜污染的定義及分類 ..................................................................................... 39 4.1.2 膜污染的危害 ..............................................................................................

21、... 39 4.2膜污染的來源 ............................................................................................................ 39 4.2.1 污泥濃度 ......................................................................................................... 40 4.2.2 溶解性有機(jī)物質(zhì) ..................................

22、........................................................... 40 4.2.3 微生物污染 ..................................................................................................... 40 4.3影響膜污染的因素 .................................................................................................... 41 4

23、.3.1 膜固有的性質(zhì) ................................................................................................. 41 4.3.2 MBR運(yùn)行條件 ................................................................................................ 41 4.3.3 污水特性 ............................................................

24、............................................. 42 4.4膜污染的控制 ............................................................................................................ 42 4.4.1 預(yù)防膜污染 ..................................................................................................... 42 4.4.2 清洗方

25、法 ......................................................................................................... 44 5浸沒式平板膜組件................................................................................ 46 5.2浸沒式平板膜組件的特點(diǎn) ...............................................................................

26、......... 46 5.2 浸沒式平板膜組件使用注意事項(xiàng) ............................................................................ 48 5.2.1開箱和安裝 ..................................................................................................... 48 5.2.2運(yùn)行和維護(hù) ..........................................................

27、........................................... 48 5.2.3膜元件的化學(xué)清洗 ......................................................................................... 49 5.3浸沒式平板膜的運(yùn)行 ................................................................................................ 50 5.3.1標(biāo)準(zhǔn)時間表 ...................

28、.................................................................................. 50 5.3.2標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)轉(zhuǎn)流程圖 ............................................................................................. 50 2  MBR技術(shù)培訓(xùn)資料 5.5.3膜生物反應(yīng)器內(nèi)的配置 ..................................................................

29、............... 53 5.5.4 配套管件連接 ............................................................................................... 54 5.4 浸沒式平板膜組件的設(shè)置方法 ................................................................................ 57 5.4.1設(shè)置準(zhǔn)備 ....................................................

30、..................................................... 57 5.4.2膜元件的拆卸 ................................................................................................. 57 5.4.3膜組件的檢查 ................................................................................................. 57 5.4.4膜組件的保管方法

31、......................................................................................... 57 5.4.5膜組件的安裝順序 ......................................................................................... 58 5.5浸沒式平板膜組件的調(diào)試 ...................................................................................

32、..... 58 5.5.1清水運(yùn)行 ......................................................................................................... 58 5.5.2種泥的投加 ..................................................................................................... 59 5.5.3運(yùn)轉(zhuǎn)開始 ...........................................

33、.............................................................. 60 5.6浸沒式平板膜組件的運(yùn)行管理 ................................................................................ 60 5.7維護(hù)管理 .................................................................................................................... 63 5.

34、7.1維護(hù)管理項(xiàng)目及實(shí)施頻率 ............................................................................. 63 5.7.2曝氣管的清洗方法 ......................................................................................... 63 5.7.3膜元件的化學(xué)清洗 .................................................................................

35、........ 66 5.7.4使用的藥品 ..................................................................................................... 66 5.7.5藥品的使用操作 ............................................................................................. 66 5.7.6膜元件的藥液清洗方法 ...........................................

36、...................................... 68 5.7.7膜組件的取出 ................................................................................................. 72 5.8故障的處理方法 ........................................................................................................ 72 6 MBR的優(yōu)化與改進(jìn) ...........

37、................................................................... 74 6.1節(jié)能降耗 .................................................................................................................... 74 6.1.1 從工藝設(shè)計(jì)方面降低能耗 ............................................................................. 74

38、 3  MBR技術(shù)培訓(xùn)資料 6.1.2 從設(shè)備選型上降低能耗 ................................................................................. 76 6.1.3 從運(yùn)行管理上降低能耗 ................................................................................. 77 6.1.4 結(jié)論 ................................................................

39、................................................. 78 6.2脫氮除磷 .................................................................................................................... 78 6.2.1MBR生物脫氮 ................................................................................................. 78 6.

40、2.2 MBR除磷 ........................................................................................................ 80 6.2.3結(jié)語 ................................................................................................................. 82 6.3MBR的生物學(xué)特性 ..........................................

41、.......................................................... 82 6.3.1微生物群落 ..................................................................................................... 82 6.3.2污泥特性 ......................................................................................................... 84

42、6.3.3微生物產(chǎn)物 ..................................................................................................... 86 6.3.4結(jié)論 ................................................................................................................. 87 7 部分MBR工程實(shí)例 .............................................

43、................................. 89 4  MBR技術(shù)培訓(xùn)資料 前言 我國是一個嚴(yán)重缺水的國家，我國人均水資源量僅為世界人均擁有量的 1/4 。其中華北地區(qū)人均水資源量小于 400m3，已屬于嚴(yán)重缺水地區(qū)。我國是世 界上嚴(yán)重缺水的十二個國家之一。 我國目前工業(yè)污水的再生回用率僅為 6%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家的水平，市政 污水的回用率更低。 我國萬元 GDP 用水量是世界平均水平的 5 倍，是美國的 8 倍，德國的 11 倍。 水資源的管理已經(jīng)成為我國經(jīng)濟(jì)和社會協(xié)調(diào)發(fā)展的關(guān)鍵問題之一。中國目 前水資源浪費(fèi)及污染現(xiàn)象相當(dāng)嚴(yán)重

44、，據(jù)統(tǒng)計(jì)，工業(yè)廢水在 2000 年的排放量為 194億立方米，生活污水 2000年的排放量為 221億立方米，按照這種速度，中 國的水資源將在 73年后被用盡，而如果水資源利用不加強(qiáng)管理、污水又得不到 很好的處理與管理，進(jìn)而污染到地下水，那么這個時間將會更短。目前，我國 的水環(huán)境污染已經(jīng)到了 “有河皆枯，有水皆污 ”的地步，其治理任務(wù)刻不容緩。 表 1是對國內(nèi)近年污水排放量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。 表 1 全國廢水排放量統(tǒng)計(jì) 項(xiàng)目 廢水排放量（億噸） 合計(jì) 433.0 439.5 460.0 482.4 524.5 536.8 556.8 571.7

45、589.7 617.3 工業(yè) 202.7 207.2 212.4 221.1 243.1 240.2 246.6 241.7 234.5 237.5 生活 230.3 232.3 247.6 261.3 281.4 296.6 310.2 330.0 355.2 379.8 年度 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 1  MBR技術(shù)培訓(xùn)資料 增長率（%） 4.7 1.3 6.9 據(jù)統(tǒng)計(jì)，2011 年全國廢水排放量為 652.1 億噸，其

46、中化學(xué)需氧量排放量為 2499.9 萬噸，氨氮排放量為 260.4 萬噸；我國的江河湖泊和水庫中，已經(jīng)受污 染的約占 82.3%；全國設(shè)立有監(jiān)測系統(tǒng)的 1200條河流中，已有 850條受到污染； 七大水系中，一半以上受到不同程度的污染，達(dá)不到安全飲用水源的標(biāo)準(zhǔn)，已 基本喪失直接使用得功能；沿海水體發(fā)生赤潮和富營養(yǎng)化現(xiàn)象增多。因此，水 環(huán)境的保護(hù)和治理已成為我國實(shí)現(xiàn)可持續(xù)社會發(fā)展的重要任務(wù)。 因此，為了滿足我國水環(huán)境保護(hù)的迫切需求，急需研發(fā)適合不同行業(yè)廢水 特點(diǎn)的高效、低成本、運(yùn)行管理簡便的廢水處理技術(shù)。 膜生物反應(yīng)器（MBR）是膜技術(shù)和污水生物處理技術(shù)有機(jī)結(jié)合產(chǎn)生的廢水

47、 處理新工藝。它適用范圍廣、綜合運(yùn)行成本低，系統(tǒng)性能穩(wěn)定，占地面積小。 在應(yīng)用方面它既可用有工業(yè)污水方面也可用在生活污水方面的污水處理。工業(yè) 污水方面，主要應(yīng)用在包括制藥廢水、化工廢水、食品污水等高濃度、難降解 有機(jī)廢水的處理；在生活污水方面，主要涉及城市污水、樓宇污水、公廁污水、 污水廠升級改造以及其他有回用要求的污水處理場合。 采用膜生物反應(yīng)器（MBR）污水處理新工藝處理污水的最大優(yōu)勢是經(jīng)處理 后的排出水可以作為中水回用，與此同時，任何污水處理后的深度處理，也均 需要通過膜生物反應(yīng)器這一重要一環(huán)，從而實(shí)現(xiàn)污水資源化及污水處理的零排 放。因此膜生物反應(yīng)器技術(shù)的研究與推廣應(yīng)用

48、，直接抓住了我國污染型缺水的 主要矛盾，將對我國的污水處理和再生技術(shù)及產(chǎn)業(yè)的發(fā)展、水資源的可持續(xù)發(fā) 展戰(zhàn)略的實(shí)現(xiàn)，具有重大的意義。 2  MBR技術(shù)培訓(xùn)資料 1MBR工藝簡介 1.1術(shù)語和定義 膜生物法：指把生物反應(yīng)與膜分離相結(jié)合，以膜為分離介質(zhì)替代常規(guī)重 力沉淀固液分離獲得出水,并能改變反應(yīng)進(jìn)程和提高反應(yīng)效率的污水處理方法， 簡稱MBR法。 膜組器：指由膜組件、供氣裝置、集水裝置、框架等組裝成的基本水處 理單元，在膜生物法污水處理工程進(jìn)行固液分離的膜裝置。 高分子有機(jī)膜材料：聚烯烴類、聚乙烯類、聚丙烯腈、聚砜類、芳香族 聚酰胺、含氟聚合物等。 無機(jī)膜：是

49、固態(tài)膜的一種，是由無機(jī)材料，如金屬、金屬氧化物、陶瓷、 多孔玻璃、沸石、無機(jī)高分子材料等制成的半透膜。 浸沒式膜生物處理系統(tǒng)：指膜組器浸沒在生物反應(yīng)池中，污染物在生物 反應(yīng)池進(jìn)行生化反應(yīng)，利用膜進(jìn)行固液分離的設(shè)備 或系統(tǒng)?？刹捎秘?fù)壓產(chǎn)水， 也可利用靜水壓力自流產(chǎn)水。簡稱S-MBR。 外置式膜生物處理系統(tǒng)：指膜組器和生物反應(yīng)池分開布置，生物反應(yīng)池 內(nèi)的活性污泥混合液泵入膜組器進(jìn)行固液分離的設(shè) 備或系統(tǒng)。產(chǎn)水排放或深度 處理，濃縮的泥水混合物回流到循環(huán)濃縮池或生物反應(yīng)池，形成循環(huán)。簡 稱R- MBR。 超細(xì)格柵：指柵孔直徑或柵間隙小于2mm的格柵。 膜生物反應(yīng)池：用于安裝膜組器

50、，同時進(jìn)行污水生物處理與膜分離的構(gòu) 筑物。 離線清洗：指將膜組器從膜池中取出，浸入化學(xué)溶液中進(jìn)行清洗，除去 膜污染物的過程。 在線清洗：指不將膜組器從膜池中取出，而通過向膜組件中加入化學(xué)藥 劑進(jìn)行清洗，除去膜污染物的過程。 開停時間比：指膜組器一個運(yùn)行周期中開啟時間與停止時間的比值。 膜完整性檢測：指用于判斷膜泄漏的檢測方法。 膜污染：指料液中的某些組分在膜表面或膜孔中沉積導(dǎo)致膜性能下降的 3  MBR技術(shù)培訓(xùn)資料 過程。 膜泄漏：指由于膜組器接頭泄漏或膜孔破裂、斷裂，導(dǎo)致出水水質(zhì)受影 響的現(xiàn)象。 膜抗氧化性：指膜材料抗氧化劑氧化的能力。 膜通量 ：指單

51、位時間單位膜面積通過的水量。單位為 m3/m2h 或 L/m2h。 1.2 MBR的含義及其原理 MBR 為膜生物反應(yīng)器（Membrane Bio-Reactor）的簡稱，是一種將膜分離 技術(shù)與生物技術(shù)有機(jī)結(jié)合的新型水處理技術(shù)，它利用膜分離設(shè)備將生化反應(yīng)池 中的活性污泥和大分子有機(jī)物截留住，省掉二沉池。膜 -生物反應(yīng)器工藝通過膜 的分離技術(shù)大大強(qiáng)化了生物反應(yīng)器的功能，使活性污泥濃度大大提高，其水力 停留時間（HRT）和污泥停留時間（SRT）可以分別控制。 圖 1-1 普通活性污泥法工藝流程 在傳統(tǒng)的污水生物處理技術(shù)中，泥水分離是在二沉池中靠重力作用完成的， 其分離效率依賴

52、于活性污泥的沉降性能，沉降性越好，泥水分離效率越高。而 污泥的沉降性取決于曝氣池的運(yùn)行狀況，改善污泥沉降性必須嚴(yán)格控制曝氣池 的操作條件，這限制了該方法的適用范圍。由于二沉池固液分離的要求，曝氣 池的污泥不能維持較高濃度，一般在 1.5~3.5g/L 左右，從而限制了生化反應(yīng)速 率。水力停留時間（ HRT）與污泥齡（SRT）相互依賴，提高容積負(fù)荷與降低 污泥負(fù)荷往往形成矛盾。系統(tǒng)在運(yùn)行過程中還產(chǎn)生了大量的剩余污泥，其處置 費(fèi)用占污水處理廠運(yùn)行費(fèi)用的 25%~40% 。傳統(tǒng)活性污泥處理系統(tǒng)還容易出現(xiàn) 污泥膨脹現(xiàn)象，出水中含有懸浮固體，出水水質(zhì)惡化。 4  M

53、BR技術(shù)培訓(xùn)資料 圖 1-2 MBR工藝流程 MBR 工藝通過將分離工程中的膜分離技術(shù)與傳統(tǒng)廢水生物處理技術(shù)有機(jī)結(jié) 合，不僅省去了二沉池的建設(shè)，而且大大提高了固液分離效率，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，通過降低 F/M 比減少剩余污泥產(chǎn)生量（甚至為零），從 而基本解決了傳統(tǒng)活性污泥法存在的許多突出問題。 1.3 MBR工藝分類 MBR根據(jù)不同的分類依據(jù)，有多種類型，見表 1-1。 表 1-1 MBR的分類 分類依據(jù) 種類 膜組件與生物反應(yīng)器的組合形式 分置式、一體式、

54、（一體）復(fù)合式 膜組件的形式 膜材料 管式、板框式、中空纖維式等 有機(jī)膜、無機(jī)膜 外壓式、抽吸式 好氧、厭氧 壓力驅(qū)動形式 生物反應(yīng)器 曝氣生物反應(yīng)器、萃取膜生物反應(yīng)器、膜分離生物反應(yīng)器 5  MBR技術(shù)培訓(xùn)資料 圖 1-3分置式 MBR 分置式 MBR：膜組件和生物反應(yīng)器分開設(shè)置。生物反應(yīng)器中的混合液經(jīng) 循環(huán)泵增壓后打至膜組件的過濾端，在壓力作用下混合液中的液體透過膜，成 為系統(tǒng)處理水。 優(yōu)點(diǎn)： (1)膜組件與生物反應(yīng)器之間的相互影響小。 (2)單位面積膜的水通量大。 (3)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，操作管理容易。 (4)易于膜的清冼、更換和增設(shè)。

55、 缺點(diǎn)： (1)為減少污染物在膜表面的沉積，需要較高的膜面流速，因而配置的循環(huán) 泵需要較高的流量，單位產(chǎn)水能耗很高，一般為 6～8Kwh/m3。 (2)循環(huán)泵內(nèi)的高剪切力會引起生物絮體的破壞，導(dǎo)致生物活性的降低。 圖 1-4一體式 MBR 一體式 MBR：膜組件置于生物反應(yīng)器內(nèi)部，進(jìn)水進(jìn)入膜生物反應(yīng)器，其 中的大部分污染物被混合液中的活性污泥去除，再在負(fù)壓作用下由膜過濾出水 。 6  MBR技術(shù)培訓(xùn)資料 優(yōu)點(diǎn)： (1)體積小，整體性強(qiáng)。膜組件直接置于生物反應(yīng)器中，大大減少了占地面 積。 (2)運(yùn)行動力費(fèi)用低。膜表面的錯流是靠空氣攪動產(chǎn)生的，混合液隨氣流

56、向 上流動，在膜表面產(chǎn)生剪切應(yīng)力，在這種剪切應(yīng)力的作用下，沉積在膜表面的 顆粒容易脫離膜表面，因此不需要功率較大的循環(huán)泵。 缺點(diǎn)： (1) 需要定期將膜組件取出生物反應(yīng)器進(jìn)行化學(xué)清洗，因而管理方面上不 及分置式。 (2)出水不連續(xù)。 (3)單位膜面積膜的產(chǎn)水量較低，一般僅為 5-10L/m2h。 圖 1-5（一體）復(fù)合式 MBR （一體）復(fù)合式 MBR：形式上也屬于一體式膜生物反應(yīng)器，所不同的是 在生物反應(yīng)器內(nèi)加裝填料，從而形成復(fù)合式膜生物反應(yīng)器，改變了反應(yīng)器的某 些性狀。 1.4 MBR工藝優(yōu)越性 1出水水質(zhì)優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定 在 MBR 中，降解時間較長的

57、可溶性大分子化合物可以被膜截留下來并與 污泥一起返回到生物反應(yīng)器中，使這些化合物在生物反應(yīng)器中的停留時間變長， 從而有利于微生物對這些化合物的降解；同時較長的 SRT 可以使世代時間較長 的硝化細(xì)菌能夠在生物反應(yīng)器中積累，提高了硝化效果。因此 MBR 出水有機(jī) 物含量較低，且總氮和總磷的含量也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)活性污泥法。同時，由于膜 7  MBR技術(shù)培訓(xùn)資料 單元采用微濾膜或超濾膜，因而不僅對水中懸浮物截留率高，而且可以去除細(xì) 菌。 2工藝參數(shù)易于控制 在 MBR 中，用膜組件代替二沉池，可以同時實(shí)現(xiàn)較短的 HRT 和很長的 SRT。同時，MBR

58、 中由于膜對污泥的截留，可以在很大程度上消除污泥膨脹現(xiàn) 象。 3耐沖擊負(fù)荷 MBR 中生物反應(yīng)器中的微生物濃度比普通生物反應(yīng)器高得多，裝置處理容 積負(fù)荷大，同時當(dāng)進(jìn)水中有機(jī)物濃度變化較大時，有機(jī)負(fù)荷率（單位質(zhì)量的微 生物在單位時間內(nèi)承受的有機(jī)物質(zhì)量）變化不大，系統(tǒng)去除有機(jī)物的效果變化 不大。 4剩余污泥產(chǎn)量少 該工藝可以在高容積負(fù)荷、低污泥負(fù)荷下運(yùn)行，剩余污泥產(chǎn)量低（理論上 可以實(shí)現(xiàn)零污泥排放），降低了污泥處理費(fèi)用。 5占地面積小，不受設(shè)置場合限制 生物反應(yīng)器內(nèi)能維持高濃度的微生物量，處理裝置容積負(fù)荷高，占地面積 大大節(jié)省；該工藝流程簡單、結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積省，不受

59、設(shè)置場所限制，適 合于任何場合，可做成地面式、半地下式和地下式。 6可去除氨氮及難降解有機(jī)物 由于微生物被完全截流在生物反應(yīng)器內(nèi)，從而有利于增殖緩慢的微生物如 硝化細(xì)菌的截留生長，系統(tǒng)硝化效率得以提高。同時，可增長一些難降解的有 機(jī)物在系統(tǒng)中的水力停留時間，有利于難降解有機(jī)物降解效率的提高。 7操作管理方便，易于實(shí)現(xiàn)自動控制 該工藝實(shí)現(xiàn)了水力停留時間（ HRT）與污泥停留時間（ SRT）的完全分離， 運(yùn)行控制更加靈活穩(wěn)定，是污水處理中容易實(shí)現(xiàn)裝備化的新技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)微機(jī) 自動控制，從而使操作管理更為方便。 8易于從傳統(tǒng)工藝進(jìn)行改造 該工藝可以作為傳統(tǒng)污水處理工藝的深度處理單

60、元，在城市二級污水處理 廠出水深度處理（從而實(shí)現(xiàn)城市污水的大量回用）等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。 8  MBR技術(shù)培訓(xùn)資料 1.5 MBR工藝的不足 1、投資大：膜組件的造價高，導(dǎo)致工程的投資比常規(guī)處理方法增加約 30％ －50％。 2、能耗高：首先 MBR 泥水分離過程必須保持一定的膜驅(qū)動壓力，其次是 MBR 池中 MLSS 濃度非常高，要保持足夠的傳氧速率，必須加大曝氣強(qiáng)度， 還有為了加大膜通量、減輕膜污染，必須增大流速，沖刷膜表面，造成 MBR 的能耗要比傳統(tǒng)的生物處理工藝高。 3、膜容易污染需要定期清洗：給操作管理帶來不便，同時需要消耗

61、部分化 學(xué)藥劑。 4、受到膜材料的限制：由于材料技術(shù)的原因，目前膜的壽命還比較短，膜 組件一般使用壽命在 5年左右，到期需更換，導(dǎo)致運(yùn)行成本進(jìn)一步增加。 1.6 MBR的發(fā)展 1.6.1 MBR技術(shù)在國外污水處理中的研究及應(yīng)用 膜分離技術(shù)在污水處理中的應(yīng)用開始于 20世紀(jì) 60年代末，1969年美國的 Smith 等人首次將活性污泥法與超濾膜組件相結(jié)合用于處理城市污水的工藝研 究，該工藝大膽地提出了用膜分離技術(shù)取代常規(guī)活性污泥法中的二沉池 ,利用膜 具有高效截留的物理特性,使生物反應(yīng)器內(nèi)維持較高的污泥濃度，在 F/M低比值 下工作，這樣就可以使有機(jī)物盡可能地得到氧化降

62、解，提高了反應(yīng)器的去除效 率，這就是 MBR的最初雛形。 進(jìn)入 20世紀(jì) 70年代，有關(guān) MBR的研究進(jìn)一步深入開展。1970年，Hardt 等人使用完全混合生物反應(yīng)器與超濾膜組合工藝處理生活污水，獲得了 98%的 COD去除率和 100%去除細(xì)菌的結(jié)果。1971 年，Bemberis 等人在污水處理廠進(jìn) 行了 MBR 試驗(yàn)，取得了良好的試驗(yàn)結(jié)果。1978 年，Bhattacharyya 等人將超濾 膜用于處理城市污水，獲得了非飲用回用水。1978 年，Grethlein 利用厭氧消化 池與膜分離進(jìn)行了處理生活污水的研究， BOD 和 TN 的去除率分別為

63、 90%和 75%。 在這一時期，盡管各國學(xué)者對 MBR 工藝做了大量的研究工作、并獲得了 一定的研究成果，但是由于當(dāng)時膜組件的種類很少，制膜工藝也不是十分成熟， 9  MBR技術(shù)培訓(xùn)資料 膜的壽命通常很短，這就限制了 MBR 工藝長期穩(wěn)定的運(yùn)行，從而也就限制了 MBR技術(shù)在實(shí)際工程中的推廣應(yīng)用。 進(jìn)入 20 世紀(jì) 80 年代以后，隨著材料科學(xué)的發(fā)展與制膜水平的提高，推動 了膜生物反應(yīng)器技術(shù)的向前發(fā)展，MBR 工藝也隨之得到迅速發(fā)展。日本研究者 根據(jù)本國國土狹小、地價高的特點(diǎn)對 MBR 技術(shù)進(jìn)行了大力開發(fā)和研究，并在 MBR技術(shù)的研究和

64、開發(fā)上走在了前列，使 MBR技術(shù)開始走向?qū)嶋H應(yīng)用。 20 世紀(jì) 90 年代以后，MBR 技術(shù)得到了最為迅猛的發(fā)展，人們對 MBR 在 生活污水處理、工業(yè)廢水處理、飲用水處理等方面的應(yīng)用都進(jìn)行了研究， MBR 已經(jīng)進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用階段，并得到了快速的推廣。 20 世紀(jì)的最后幾年，人們圍繞著膜生物反應(yīng)器的關(guān)鍵問題進(jìn)行了較多的研 究，并取得了一些成果。有關(guān)膜生物反應(yīng)器的研究從實(shí)驗(yàn)室小試、中試規(guī)模走 向了生產(chǎn)性試驗(yàn)，應(yīng)用 MBR 的中、小型污水處理廠也逐漸見諸報道。1998 年 初，歐洲第一座應(yīng)用一體式膜生物反應(yīng)器的生活污水處理廠在英國的 Porlock建 成運(yùn)行，成為英國膜生

65、物反應(yīng)器技術(shù)的里程碑。 本世紀(jì)初，人們對膜生物反應(yīng)器的研究方興未艾，使得該項(xiàng)技術(shù)正在逐漸 趨于成熟。 1.6.2 MBR技術(shù)在國內(nèi)污水處理中的研究及應(yīng)用 我國對膜生物反應(yīng)器污水處理技術(shù)的研究較晚，但發(fā)展迅速，近年來， MBR 工藝已有實(shí)際應(yīng)用實(shí)例，并保持著良好的發(fā)展勢頭。 1991 年，《水處理 技術(shù)》雜志首次報道了膜生物反應(yīng)器在日本的應(yīng)用情況。隨后，一些大學(xué)和科 研機(jī)構(gòu)紛紛開展了關(guān)于膜生物反應(yīng)器的研究。如清華大學(xué)、中科院生態(tài)環(huán)境研 究中心、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、天津大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、華東理工大學(xué)等對膜生物反 應(yīng)器的運(yùn)行特性、膜通量的影響因素、膜污染的防治與清洗等方面做了大量細(xì)

66、致的研究工作，MBR 技術(shù)研究受到國家“八五”、“九五”、“十五”科技攻關(guān)項(xiàng)目 基金支持，取得了很大進(jìn)步。2002年，膜生物反應(yīng)器的研發(fā)又被列為"863"重大 科技項(xiàng)目，推進(jìn)膜生物反應(yīng)器在污水處理及回用中的應(yīng)用。目前我國已有膜科 學(xué)技術(shù)研究機(jī)構(gòu)上百家，膜生產(chǎn)企業(yè)數(shù)百家，參與 MBR 的研究機(jī)構(gòu)有數(shù)十家。 據(jù) 2003年統(tǒng)計(jì)，關(guān)于 MBR研究的論文有 500余篇，MBR的研究方面取得了很 快的進(jìn)展。 10  MBR技術(shù)培訓(xùn)資料 我國近年來的 MBR 研究有了深入發(fā)展，在已有研究的基礎(chǔ)上，MBR 被用 于抗生素廢水、中藥廢水、聚酯廢水等難降解廢水領(lǐng)域。處理規(guī)模已由實(shí)驗(yàn)室 走向中試和實(shí)際應(yīng)用，涌現(xiàn)出很多提供 MBR 產(chǎn)品的公司，如天津清華德人、 北京碧水源、永新、諾衛(wèi)、特里高、光華、天地人等公司、杭州凱宏、浙大凱 華、天津膜天，上海 SINAP等公司。 由北京碧水源科技發(fā)展有限公司等企業(yè)于 2011年提出的《膜生物法污水處 理工程技術(shù)規(guī)范》（HJ 2010-2011），經(jīng)中國環(huán)境保護(hù)部批準(zhǔn)，在