膜生物反应器技术的应用与最新发展现状

1、膜生物反应器技术的应用与最新发展现状膜活性污泥处理技术通常称之为“膜生物反应器”（MBR），是活性污泥处理工艺与膜分离技术相结合的一种新型水和废水处理工艺，其中所用膜为典型孔径为10nm0.5m的微滤膜或超滤膜。该技术于20世纪60年代初开始得到研究和应用，并在上世纪得到了快速的发展，是废水处理领域的一项重要发展。1989年，日本政府与许多大公司联合提出了一个旨在利用MBR技术开发低成本的处理工艺以生产工业、城市和生活再生用水“6年研发计划”（6-year R&D Project）。通过该研究计划的实施，开发了一系列使用于废水再生处理的处理工艺，其中有使用至今的Kubota的平板膜组件

2、、Mitsubishi Rayon的中空纤维膜组件等，使MBR工艺技术得到了重要的突破，并开发了在低负压条件下运行的淹没式膜组件，并通过对膜曝气以减少对膜的污染，使得该工艺组成更为简单，节省了污泥回流所需的能耗，由此为有效降低该工艺的投资和运行成本打下了基础。上世纪90年代中期以来，MBR技术在淹没式膜组件的基础上又得到了许多长足的发展，其中包括1993年由加拿大Zenon环境公司Anjou Recherche使用一系列淹没式中空纤维膜组件开发的BIOSEP®工艺，并于1999年在欧洲建设了第一座生产性规模的4500人口当量、应用该技术的城市污水处理厂，运行表明，采用低负压淹没式膜组

3、件的MBR应用于低浓度城市污水或生活污水处理时，与错流式工艺相比，具有明显的低成本高效益（C-E）优势。2004年，德国的Kaarst建设了世界上处理规模最大的MBR工艺处理厂。该工艺由德国VA Tech Wabag公司设计，其服务人口当量为80000，采用Zenon膜组件。2005年3月，美国华盛顿建设了处理规模为144000m3/d的MBR工艺污水处理厂。仅在数年间，该工艺已在日处理规模为数千人口当量至数十万人口当量的污水处理厂中得到应用，由此标志着该工艺不仅得到快速的发展，同时亦得到了在实际工程中的快速应用。迄今为止，在MBR工艺的应用中，有两大类型的淹没式膜组件技术、即Kubota的平

4、板膜组件和Zenon中空纤维膜组件。他们均以由外而内渗透为特征，实际应用个分析表明，平板膜组件适用于小规模（1000020000人口当量）处理的场合，而中空纤维膜组件则适用于较大规模的污水处理厂2。该技术具有以下优点。首先，工艺紧凑，无需常规活性污泥处理工艺中的污泥回流系统和二次沉淀池。其次，膜系统可在高达2025gTS/L的污泥浓度下运行（而常规处理工艺中，为维持污泥良好的沉降性能，一般将污泥浓度控制在5 gTS/L以内）。第三，与常规活性污泥工艺不同，MBR工艺可在更宽的运行条件（如污泥浓度、污泥龄和有机负荷等）下运行，并对进水负荷的变化具有更强的适应能力，高的污泥浓度使得水力停留时间（H

5、RT）与污泥龄（SRT）分离，使其更适用于季节性变化较大（如旅游点或较为分散的点）的处理场合，同时也更适用于因发展较快而难以确定处理规模的场合。此外，MBR工艺可获得稳定而高质量（无固体颗粒，得到有效除菌）的处理出水，且无丝状菌污泥之虞。因而，该工艺尤其适用于对处理要求较高或进行废水再用的场合，也可以作为纳滤或反渗透工艺极好的预处理工艺。MBR工艺的主要缺点是，由于膜组件较易发生堵塞问题及其较高的运行能耗，其建设投资和运行成本仍然相对较高，尤其是因运行和控制不当而发生膜污染问题，不仅将缩短膜的使用寿命，同时将提高其运转费用。因而，其作为一种“高技术”工艺，其运行和操作人员须有良好专业知识和操作技能，并能及时处理工艺运行过程中发生的异常和突发性问题。1Yamamoto et al. (1989). Direct solid-liquid separation using hollow fibre membrane in an activated sludge aeration tank. Wat. Sci. Tech., Vol. 21, p.43-54.2 Lesjean et al. (2004). Membrane-aided biological wast