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小宇环保--MBR膜污水处理设备厂简介

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MBR水处理技术

MBR工艺的组成与分类 

膜-生物反应器主要由膜分离组件及生物反应器两部分组成。通常提到的膜 - 生物反应器实际上是三类反应器的总称： ① 曝气膜 - 生物反应器 (Aeration Membrane Bioreactor, AMBR) ； ② 萃取膜 - 生物反应器（ Extractive Membrane Bioreactor, EMBR ）； ③ 固液分离型膜 - 生物反应器（ Solid/Liquid Separation Membrane Bioreactor, SLSMBR, 简称 MBR ）。 

曝气膜-生物反应器

曝气膜-生物反应器Z早见于 Cote.P 等1988年报道，采用透气性致密膜（如硅橡胶膜）或微孔膜（如疏水性聚合膜），以板式或中空纤维式组件，在保持气体分压低于泡点（ Bubble Point ）情况下，可实现向生物反应器的无泡曝气。该工艺的特点是提高了接触时间和传氧效率，有利于曝气工艺的控制，不受传统曝气中气泡大小和停留时间的因素的影响。 

萃取膜-生物反应器

萃取膜-生物反应器又称为 EMBR（ Extractive Membrane Bioreactor ）。因为高酸碱度或对生物有毒物质的存在，某些工业废水不宜采用与微生物直接接触的方法处理；当废水中含挥发性有毒物质时，若采用传统的好氧生物处理过程，污染物容易随曝气气流挥发，发生气提现象，不仅处理效果很不稳定，还会造成大气污染。为了解决这些技术难题，英国学者 Livingston 研究开发了EMB。

废水与活性污泥被膜隔开来，废水在膜内流动，而含某种专性细菌的活性污泥在膜外流动，废水与微生物不直接接触，有机污染物可以选择性透过膜被另一侧的微生物降解。由于萃取膜两侧的生物反应器单元和废水循环单元是各自独立，各单元水流相互影响不大，生物反应器中营养物质和微生物生存条件不受废水水质的影响，使水处理效果稳定。系统的运行条件如 HRT 和 SRT 可分别控制在*的范围，维持Z大的污染物降解速率。

固液分离型膜-生物反应器 固液分离型膜-生物反应器是在水处理领域中研究得Z为广泛深入的一类膜-生物反应器，是一种用膜分离过程取代传统活性污泥法中二次沉淀池的水处理技术。

在传统的废水生物处理技术中，泥水分离是在二沉池中靠重力作用完成的，其分离效率依赖于活性污泥的沉降性能，沉降性越好，泥水分离效率越高。而污泥的沉降性取决于曝气池的运行状况，改善污泥沉降性必须严格控制曝气池的操作条件，这限制了该方法的适用范围。由于二沉池固液分离的要求，曝气池的污泥不能维持较高浓度，一般在1.5~3.5g/L 左右，从而限制了生化反应速率。水力停留时间（HRT ）与污泥龄（SRT ）相互依赖，提高容积负荷与降低污泥负荷往往形成矛盾。系统在运行过程中还产生了大量的剩余污泥，其处置费用占污水处理厂运行费用的25% ～40% 。传统活性污泥处理系统还容易出现污泥膨胀现象，出水中含有悬浮固体，出水水质恶化。针对上述问题，MBR 将分离工程中的膜分离技术与传统废水生物处理技术有机结合，大大提高了固液分离效率，并且由于曝气池中活性污泥浓度的增大和污泥中菌 ( 特别是优势菌群 ) 的出现，提高了生化反应速率。同时，通过降低 F/M 比减少剩余污泥产生量（甚至为零），从而基本解决了传统活性污泥法存在的许多突出问题。

根据膜组件和生物反应器的组合方式，又可将膜-生物反应器分为分置式、一体式以及复合式三种基本类型。以下讨论的均为固液分离型膜-生物反应器。

分置式膜-生物反应器

生物反应器中的混合液经循环泵增压后打至膜组件的过滤端，在压力作用下混合液中的液体透过膜，成为系统处理水；固形物、大分子物质等则被膜截留，随浓缩液回流到生物反应器内。

分置式膜-生物反应器的特点是运行稳定可靠，易于膜的清洗、更换及增设；而且膜通量普遍较大。但一般条件下为减少污染物在膜表面的沉积，延长膜的清洗周期，需要用循环泵提供较高的膜面错流流速，水流循环量大、动力费用高 (Yamamoto, 1989) ，并且泵的高速旋转产生的剪切力会使某些微生物菌体产生失活现象 ( Brockmann and Seyfried,1997 ) 。  一体式膜-生物反应器 

进水进入膜-生物反应器，其中的大部分污染物被混合液中的活性污泥去除，再在外压作用下由膜过滤出水。这种形式的膜-生物反应器由于省去了混合液循环系统，并且靠抽吸出水，能耗相对较低；占地较分置式更为紧凑，近年来在水处理领域受到了特别关注。但是一般膜通量相对较低，容易发生膜污染，膜污染后不容易清洗和更换。 

复合式膜-生物反应器 

复合式膜-生物反应器在形式上也属于一体式膜-生物反应器，所不同的是在生物反应器内加装填料，从而形成复合式膜-生物反应器，改变了反应器的某些性状。

主要处理工艺说明

1、格栅

来自化粪池的生活污水进入调节池前设置一道格栅，用以去除污水中的软性缠绕物、较大固颗粒杂物及硬质飘浮物，从而保护后续工作水泵使用寿命并降低系统处理工作负荷。

格栅采用提篮式格栅，栅隙为0.8-1mm，材质为不锈钢，置于本体设备进水口，由人工进行定期清理。

2、预曝气调节池

生活污水经格栅处理后进入调节池进行水量、水质的调节均化，保证后续生化处理系统水量、水质的均衡、稳定，并设置预曝气系统，用于充氧搅拌，以防止污水中悬浮颗粒沉淀而发臭，又对污水中有机物起到一定的降解功效，提高整个系统的抗冲击性能和处理效果。

设计有效停留时间6-8小时。调节池内设置预曝气设施，并设三只浮球液位开关（高、中、低）控制水泵的动作。

3、调节池提升水泵

调节池内设置厂商潜污泵，经均量，均质的污水提升至后级处理。

潜污泵设置二台，液位控制，水泵采用无堵塞撕裂杂物泵。

4、再生水装置

再生水装置主工艺采用膜生物反应器，该工艺是高效膜分离技术与活性污泥法相结合的新型水处理技术。平板膜的应用取代活性污泥法中的二沉池，进行固液分离，有效的达到了泥水分离的目的。膜的高效截留作用，可以有效截留硝化菌，使其*截留在生物反应器内，使硝化反应得以顺利进行，有效去除氨氮，避免污泥的流失，同时可以截留一时难于降解的大分子有机物，延长其在反应器的停留时间，使之得到Z大限度的分解。产水悬浮物和浊度近于零，水质良好且稳定。

该一体化设备由调节池、缺氧池、MBR池、清水池、污泥池、设备间和充氧曝气等系统组成。

1、污染物去除效率高，不仅能高效的进行固液分离，而且能有效地去除病原微生物。生物反应器内微生物浓度高，MLSS为常规处理工艺3-10倍。因此，反应器的溶剂负荷大，设备紧凑，占地少。

2、高浓度活性污泥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。

3、由于过滤分离机制，不怕污泥膨胀，依靠膜的过滤截流作用的出水，即使出现污泥膨胀，也不影响出水水质。

4、在废水处理*实现SRT和HRT的*分离，使运行控制更加灵活和稳定； MBR工艺的固体停留时间（SRT）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。

5、剩余污泥量很少，污泥处理和处置费用低。由于SRT很长，污泥浓度高，生物反应器起到了污泥好氧消化池的作用，可取消污泥浓缩池和污泥消化池，也节省了污泥处理的基础投资和运行费用。

6、消化能力大大提高。NH3氧化的自养型的消化菌世代期长，生长速度慢，易于流失。在MBR工艺中，由于膜的截流作用和SRT的延长，创造了有利于消化细菌的生长环境，因而可以提高消化能力；同时由于MBR中污泥浓度高，MLSS可高达6000-8000mg/L，即污泥凝絮颗粒存在从外到内的DO梯度，相应开成好氧、缺氧和厌氧区，由此可实现反硝化和生物除磷。

7、化学药剂投加量少，仅用于膜的清洗。

8、MBR工艺结构紧凑，易于实现一体化自动控制，MBR技术应用在污水处理中，由于其工艺简单，操作方便，可以实现全自动运行管理。

9、其定型的设计能够使工艺操作具有较大的灵活性和适应性。

5、回用水池

再生水装置出水进入回用水池存储供回用水点使用。

6、紫外线消毒仪

原则上，由于MBR膜的孔径在0.1-0.3μm之间，可以拦截99.99%的细菌和病毒，但是为了防止MBR膜出水受到二次污染，特设置一台紫外线消毒仪对出水进行消毒，确保中水水质的稳定与安全。

7、风机及控制柜

7.1 风机

供MBR膜生物反应器充氧曝气。

风机设计选取用回转式鼓风机，该机具有体积小，噪声低，风量足，性能稳定可靠等特点。

7.2自动控制柜

无需专职人员值守。

MBR描述

一、膜处理法

是膜生物反应器组合工艺的核心。在废水处理中应用膜技术，既能对废水进行有效的净化，又能回收一些有用物质，同时具有节能、无相变、设备简单、操作方便等特点。

高效膜分离技术与传统的活性污泥法相结合的新型水处理反应器系统一膜生物反应器(MBR)，膜分离过程是以选择性透过膜为分离介质，在两侧加以某种动力，原料侧组分选择性地透过膜，从而达到分离物质的目的。采用平板膜超滤处理污水废水，出水水质可达到国家生活杂用水水质标准，且该处理方法具有占地面积小、操作简单、出水水质稳定等优点。

研究表明，平板超滤膜对废水中悬浮物、大分子有机物有较好的去除效果，而且对预处理难以通过絮凝、过滤去除的阴离子洗涤剂也有较好的截留作用。

二、产品特点

采用优化的膜组件设计，主要考虑占用面积和和经济性。具体设计膜组件方案如下：

1）运行方式：

作为膜生物反应器工艺，采用间歇过滤抽吸的运行方式。膜系统可实现连续进水，间歇出水。设计8分钟膜过滤，2分钟停止过滤的的运行方式。

2）抽吸系统：

系统各配置一台自吸泵、真空压力表 、每个反应池配水位控制仪1套。

功能：真空表的安装尽量与反应器池体水位在一个个水平上，能客观地观测膜实际工作的跨膜压差，真空表可采用一般真空表，人工观测；也可以采用数据反馈真空表，设定一定真空度，达到该真空度，抽吸泵停止工作，发生预警。水位控制仪主要控制 MBR池内水位，保证 MBR池内水位不发生水位降低设定警戒线或溢漫事件。

三、鼓风系统

处理系统配配置一台鼓风机，用于 MBR池的供气。

四、膜组件系统

a)系统管管材配置

出水集水管为 ABS材质，管径为 DN50，贵公司安装需配 UPPVC管、DN50、1.0MPa （外径 50、壁厚2.4mm）连接，再配 DN50软管连接接到出水管路。

b.曝气管为 PVC材质，管径为 DN50，法兰连接。

b)加药系统

用于膜的消毒

c)控制系统：

液位控制：高液位启动抽吸泵，低液位（高于膜上上部 300mm）停止抽吸泵的抽吸。抽吸泵根据膜池液位高开低停，抽吸泵实行开8min停 2min 周期运行。鼓风机为停止时，无法开启抽吸泵。

e、MBR参数

MBR膜组件型号：LR-MBR-CO-PVDF

数量：1组

 MBR膜元件型号：KH-CSMBR

 单片膜规格：1050*655

 单片膜面积：6m2

 膜孔径：0.4μm

 曝气量：120L/min.片

 材质：ABS/UPVC

 中空纤维内径：1.0mm

 中空纤维外径：2.4mm

MBR一体化设备的优越性

1)对污染物的去除率高，抗污泥膨胀能力强，出水水质稳定可靠，出水中没有悬浮物； 

2)膜生物反应器实现了反应器污泥龄STR和水力停留时间HRT的分别控制，因而其设计和操作大大简化； 

3)膜的机械截留作用避免了微生物的流失，生物反应器内可保持高的污泥浓度，从而能提高体积负荷，降低污泥负荷，具有*的抗冲击能力；

4)由于SRT很长，生物反应器又起到了“污泥硝化池”的作用，从而显著减少污泥产量，剩余污泥产量低，污泥处理费用低； 

5)由于膜的截流作用使SRT延长，营造了有利于增殖缓慢的微生物。如硝化细菌生长的环境，可以提高系统的硝化能力，同时有利于提高难降解大分子有机物的处理效率和促使其*的分解； 

6)MBR曝气池的活性污泥不不会随出水流失，在运行过程中，活性污泥会因进入有机物浓度的变化而变化，并达到一种动态平衡，这使系统出水稳定并有耐冲击负荷的特点； 

7)较大的水力循环导致了污水的均匀混合，因而使活性污泥有很好的分散性，大大提高活性污泥的比表面积。MBR系统中活性污泥的高度分散是提高水处理的效果的又一个原因。这是普通生化法水处理技术形成较大的菌胶团所难以相比的； 

8)膜生物反应器易于一体化，易于实现自动控制，操作管理方便； 

9）MBR工艺省略了二沉池及消毒池，减少占地面积。

膜的选择

现有膜可分为有机膜和无机膜两种。

（1）高分子有机膜材料： 聚烯烃类、聚乙烯类、聚丙烯腈、聚砜类、芳香族聚酰胺、含氟聚合物等。

有机膜成本相对较低，造价便宜，膜的制造工艺较为成熟，膜孔径和形式也较为多样，应用广泛，但运行过程易污染、强度低、使用寿命短。

（2）无机膜 ：是固态膜的一种，是由无机材料，如金属、金属氧化物、陶瓷、多孔玻璃、沸石、无机高分子材料等制成的半透膜。

目前在 MBR 中使用的无机膜多为陶瓷膜，优点是：它可以在pH ＝ 0~14 、压力 P<10MPa 、温度 <350 ℃ 的环境中使用，其通量高、能耗相对较低，在高浓度工业废水处理中具有很大竞争力；缺点是：造价昂贵、不耐碱、弹性小、膜的加工制备有一定困难。

由于较高的投资成本限制了无机膜生物反应器在我国的广泛应用，国内MBR系统普遍采用有机膜。常用的膜材料为聚乙烯、聚丙烯等。分离式MBR通常采用超滤膜组件，截留分子量一般在2～30万。截留分子量越大，初始膜通量越大，但长期运行膜通量未必越大。在该试验条件下，膜初始通量衰减主要是由于浓差极化引起，膜截留分子量愈小，通量衰减率愈大；膜长期运行的通量衰减主要是由于膜污染引起，膜截留分子量愈大，通量衰减幅度愈大，化学清洗恢复率愈低。

对于淹没式MBR，既可用超滤膜，也可使用微滤膜。由于膜表面的凝胶层也起到了过滤作用，在处理生活污水时，微滤膜与超滤膜的出水水质没有明显差别，因此淹没式MBR多采用0.1～0.4 μm微滤膜。

为了便于工业化生产和安装，提高膜的工作效率，在单位体积内实现Z大的膜面积，通常将膜以某种形式组装在一个基本单元设备内，在一定的驱动力下，完成混合液中各组分的分离，这类装置称为膜组件（ Module ）。工业上常用的膜组件形式有五种：板框式（ Plate and Frame Module ）、螺旋卷式 (Spiral Wound Module) 、圆管式 (Tubular Module) 、中空纤维式 (Hollow Fiber Module) 和毛细管式 (Capillary Module) 。前两种使用平板膜，后三者使用管式膜。圆管式膜直径 >10mm; 毛细管式－ 0.5~10.0mm ；中空纤维式 <0.5mm> 。

操作方式的优化

当膜材料选定后，其物化性质也就基本确定了，操作方式就成为影响膜污染的主要因素。为了减缓膜污染，反冲洗是维持分离式MBR稳定运行的重要操作，使分离式MBR的膜通量达到60 L/(m2•h)。针对抽吸淹没式MBR，山本提出间歇式抽吸方式可有效减缓膜污染。桂萍通过研究进一步指出：缩短抽吸时间或延长停吸时间和增加曝气量均有利于减缓膜污染，抽吸时间对膜阻力的上升影响Z大，曝气量其次。

不仅污泥浓度、混合液粘度等影响膜通量，混合液本身的过滤性能，如活性污泥性状，生物相也影响膜通量的衰减。有研究表明：粉末活性炭与絮凝剂的加入有助于改善泥水分离性能，形成体积更大、粘性更小的污泥絮体，减少了膜堵塞的机会。但絮凝剂的过量加入会使污泥活性受到抑制，影响反应器的处理能力和处理效果。