复合式膜生物反应器废水处理技术研究进展

侯静怡

唐山中泓炭素化工有限公司

复合式膜生物反应器废水处理技术研究进展

侯静怡

唐山中泓炭素化工有限公司

近年来，随着经济的发展，环境的恶化，对净水技术的要求越来越高，寻找高效、经济、可持续的污水处理方法已经迫在眉睫。复合式膜生物反应器结合了传统膜生物反应器与接触氧化工艺的优点，能在维持稳定高效的有机物去除率前提下，有效减缓膜污染，减少剩余污泥的排放，并为同步脱氮过程提供良好环境。基于此，文章就复合式膜生物反应器废水处理技术进行简要的分析，希望可以提供一个借鉴。

复合式膜生物反应器；废水处理技术；研究进展

1.膜生物反应器

原理及工艺特点膜生物反应器是一种由膜过滤取代传统生化法中二沉池的生物处理技术。在传统的废水生物处理过程中，泥水分离在二沉池中靠重力作用完成，其效率由活性污泥的沉降性能决定，而污泥沉降性取决于曝气池的运行情况。

膜生物反应器集合了膜分离及生物处理两种技术的优点，用超滤或微滤膜代替二沉池，在去除悬浮物改善出水水质的同时，通过膜分离将二沉池无法截留的游离细菌和大分子有机物阻隔在生化反应池内。由于膜的截留作用，增殖速度慢的细菌在生化池中有效富集，提高生物相浓度及对污染物的去除效果。

与活性污泥法相比，膜生物反应器具有以下特点：(1)固液分离效率高，有机物去除率高，还可去除细菌等致病微生物，出水水质好。(2)由于膜的作用，微生物被完全截留在反应器内，反应器内可以保持高的MLSS，污泥停留时间长，使增殖缓慢的微生物充分生长繁殖。从而使反应器运行更稳定、控制更灵活、各种污染物的去除率更高。(3)耐负荷冲击。污泥产生量少。

2.复合式膜生物反应器性能

2.1 复合式膜生物反应器脱碳效果

复合式膜生物反应器不仅具有高微生物浓度，而且包含丰富的微生物种类，大量研究表明其对有机质的去除效果比传统膜生物反应器要好。林红军等研究表明，传统膜生物反应对有机质的去除率可以达到90%以上，且其半饱和常数比传统活性污泥法高一个数量级，说明其对有机质的降解效率极高。刘强等将复合式膜生物反应器与传统膜生物反应器进行对比研究，发现复合式膜生物反应器对COD、BOD5的去除率分别比传统膜生物反应器高4.6%、3.8%。ShuaiYang等对移动床膜生物反应器处理人工配水做研究，发现其对COD去除率达到96.2%，高于传统膜生物反应器，说明复合式膜生物反应器具有极好的去除有机污染物的能力。

2.2 复合式膜生物反应器脱氮效果

复合式膜生物反应器具有悬浮式和附着式微生物，有较好的脱氮效果。这是因为硝化菌是异养菌，在传统复合式膜生物反应器中，与碳化菌竞争处于劣势；而在复合式膜生物反应器中，填料的加入增加了生物量和生物种类，有利于世代周期较长的硝化菌生长。

2.3 复合式膜生物反应器除磷效果

生物法除磷主要是通过聚磷菌一类的微生物超量吸磷，以聚合体储存在细菌体内，形成高磷污泥，最后作为剩余污泥排出系统，从而达到除磷目的；因而泥龄短、产泥量高的系统可以实现较高的除磷效果。MBR系统一般污泥龄长、产泥量低，因此从理论上讲MBR的除磷效果不是很理想。李旭东等对间歇曝气膜生物反应器除磷效果进行研究，发现在不排泥的条件下其对COD、氨氮和TN的去除率分别可以达到90%、100%和80%，但是对磷几乎没有去除，与理论的除磷效果相一致。

3.复合式膜生物反应器处理废水实验

3.1 材料与方法

3.1.1 试验装置。该反应器采用有机玻璃制造，外形呈圆柱形，内径25cm，高1.3m，有效水深1.1m，有效容积50L.内置帘式膜组件，膜组件为日本三菱公司生产的聚乙烯中空纤维微滤膜，膜孔径为0.1μm，过滤面积为1.5m2.为有效延缓膜污染，将曝气头设置在膜组件正下方进行鼓风曝气，以提高膜组件上的剪切应力，阻止污泥在膜表面沉积。

3.1.2 污水水质。采用某地生活污水作为试验用水.进水COD182～350mg/L， 平 均292.62mg/L；BOD5平 均 为191.36mg/L；BOD5/COD均值为0.65，适于生物降解.进水的氨氮浓度比一般生活污水高，为46～91mg/L，平均78.18mg/L.进水SS为76～158mg/L，平均136mg/L.

3.1.3 活性炭的选择和污泥培养。向反应器中一次性投加1500mg/L的PAC，将取自北京市高碑店污水处理厂曝气池的活性污泥作为接种污泥加入反应器中，使其与PAC混良好，间歇培养驯化10d(此时反应器中MLSS为2560mg/L，运行基本稳定)，然后将膜组件放入反应器内开始进行污水处理.

3.1.4 测定项目与方法。测定项目采用国家规定的标准方法进行.COD采用重铬酸钾法；NH4+-N采用纳氏试剂分光光度法；BOD5采用微生物稀释接种培养测溶解氧法；碱度采用酸碱滴定法；pH值采用玻璃电极法；MLSS采用重量法.TN和TOC采用JENA分析仪进行测定。

3.2 结果与讨论

3.2.1 复合式膜生物反应器的性能。经分析反应器的COD平均去除率超过了88%，出水COD平均为14.55mg/L，表明复合式膜生物反应器对有机物具有有效的去除效果。

3.2.2 活性污泥的生物活性实验中测定了SOUR用以表征活性污泥的生物活性，它能够反应异养菌和硝化菌的总体活性。

3.2.3 膜污染。在正常运行条件下，HMBR的膜污染速率很低，为0.068kPa/d，表明正常负荷率下复合式膜生物反应器良好的膜污染控制效果。

综上，复合式膜生物反应器是一种将活性污泥法、接触氧化法与膜分离技术有机结合的新型水处理工艺。因此，应当加强这一方法的推广语应用，从而节约水资源。

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[3]杨孟.复合式膜生物反应器处理校园生活污水的研究[D].西安建筑科技大学，2012.