MBR生物反應器的運行管理（上）

  在活性污泥法發(fā)展100多年來(lái)，一些新的工藝在隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而在活性污泥法中得以應用。膜處理工藝作為新興的材料科學(xué)在水處理行業(yè)中得到一些應用，在飲用水行業(yè)中的微濾，超濾，納濾，反滲透等使用各種不同孔徑的膜材料進(jìn)行的凈水過(guò)濾技術(shù)都已經(jīng)實(shí)現的，也應用到了普通人的家里的凈水裝置上，在污水處理行業(yè)，隨著(zhù)對處理出水水質(zhì)的不斷提升嚴格標準下，膜技術(shù)也逐步開(kāi)始在污水處理中得到應用，一些對水質(zhì)要求較高的污水廠(chǎng)，采用了MBR（Membrane?BioReactor）膜生物反應器來(lái)作為活性污泥處理工藝中的一部分，在一定程度上提升了污水處理的效果，但是也帶來(lái)了一些運行管理的難題。公眾號從這一期開(kāi)始，和大家一起來(lái)討論下MBR在污水廠(chǎng)的運行管理。

   在討論MBR的運行管理之前，我們先來(lái)簡(jiǎn)單了解下MBR究竟是什么。在很多技術(shù)領(lǐng)域中，廣泛使用膜進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)，進(jìn)行物質(zhì)之間的有效分離。膜是一種在一定的條件下（比如壓力、濃度、電離作用等）使一些特定的物質(zhì)通過(guò)具有通過(guò)能力的薄層，實(shí)現不同物質(zhì)之間的分離、濃縮、提純等，簡(jiǎn)單的說(shuō)就是在特殊條件下才能實(shí)現特定過(guò)濾效果的薄膜。根據薄膜的滲透的孔徑不同，可以分為微濾膜，超濾膜，納濾膜，反滲透膜，滲析膜、電滲析膜等。與水處理相關(guān)的主要是前四種，這四種都是以壓力差為動(dòng)力的膜分離的過(guò)程，就是在膜兩側存在一定的壓力差時(shí)，混合液的一部分溶劑和小于膜孔徑的物質(zhì)組分就會(huì )通過(guò)膜，而大于膜孔徑的微粒，大分子，鹽類(lèi)，微生物等就會(huì )被膜截留下來(lái)。大面積應用在污水處理行業(yè)中的，主要是以微濾膜為主，各種膜之間的區別如下表：

   不同的膜對水中各種物質(zhì)的攔截能力不同，污水處理廠(chǎng)的出水對更細微的物質(zhì)沒(méi)有特殊要求，本身生活污水中的金屬離子等的含量都比較少，一般很少用到后續的超濾、納濾、反滲透膜作為生產(chǎn)用膜，主要應用的是以微濾膜為主。

   在活性污泥法中，其中最重要的一環(huán)就是活性污泥的泥水分離，污水廠(chǎng)中通常使用的是二沉池作為泥水分離，將上清液和活性污泥在一個(gè)相對靜止的構筑物內進(jìn)行分離，上清液從構筑物上方流出，污泥通過(guò)污泥回流泵回流到生物池中。但是傳統的二沉池在運行中存在污泥上浮、污泥泡沫，細碎污泥、污泥膨脹等各種因素的影響，導致二沉池出水中的懸浮物較高，后期必須增加深度處理單元的加藥、沉淀、過(guò)濾來(lái)進(jìn)行二沉池出水的再次凈化，這也就是深度處理工藝的設置的原因。

   由于微濾膜的孔徑相對較大，很多離子，包括一些小型的分子都是可以通過(guò)的，因此微濾膜不是作為污水處理的主體來(lái)應用的，而對于有機污染物，營(yíng)養元素都是無(wú)法被微濾膜截留的，因此污水處理的主體處理工藝仍是活性污泥法。微濾膜僅是作為活性污泥法的一部分進(jìn)行使用的，由于微濾膜的孔徑在0.05~10μm之間，只有小于這個(gè)孔徑的水及水中的物質(zhì)才能通過(guò)，活性污泥絮凝體直徑一般為0.02~0.2mm之間，因此活性污泥絮凝體是無(wú)法通過(guò)微濾膜的，因此微濾膜對活性污泥具有的良好的分離性能，利用這個(gè)特性，在活性污泥工藝中的應用就是進(jìn)行活性污泥和水的高效分離，使用微濾膜取代了二沉池進(jìn)行泥水分離，實(shí)現了更清潔的處理出水。采用微濾膜進(jìn)行活性污泥的泥水分離以后，減少了原有的二沉池和深度處理單元，縮短了污水廠(chǎng)的工藝流程，減少了污水廠(chǎng)的占地面積等。

   微濾膜的使用不能脫離活性污泥法，它只是替代了活性污泥法中的泥水分離的二沉池，是作為活性污泥法中的一個(gè)組件，同時(shí)由于微濾膜在使用中和活性污泥中的微生物接觸，在生產(chǎn)過(guò)程中要考慮生物對膜的影響，也有使用膜作為硝化反硝化的工藝應用，所以在污水廠(chǎng)大量使用的微濾膜成為MBR，就是膜生物反應器，是一個(gè)獨立的反應裝置，作用等同于二沉池及后續的深度處理構筑物的固液分離作用，而污水中的有機物去除，營(yíng)養元素的去除等還是依賴(lài)于活性污泥法這個(gè)工藝主體來(lái)進(jìn)行的，所以所謂MBR一般不能單獨稱(chēng)為一種工藝，只能是A２O＋MBR或者AO＋MBR，氧化溝＋MBR等，MBR不是單獨的工藝稱(chēng)謂。

   通常的污水廠(chǎng)的MBR組件都為分離式的，就是在生物池外部建設一組MBR池，將MBR組件放入到MBR膜池中，這樣運行管理更為方便，對MBR膜的觀(guān)察，清洗，檢修都更加適合。

   MBR膜在經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，已經(jīng)出現了各種各樣類(lèi)型和結構的膜，這些膜從不同的方面對現有的MBR處理流程中的問(wèn)題進(jìn)行了應對性的處理，發(fā)展出各種不同類(lèi)型的MBR膜，有平板膜，中空膜等等。在實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐中，可以根據廠(chǎng)內的實(shí)際需求選擇合理的MBR膜。

水處理工藝的運行，保持良好的出水水質(zhì)。關(guān)于MBR膜本身的研究和深入的機理其實(shí)對運行人員并不是很重要，當然有興趣的人員可以通過(guò)各種資料來(lái)深入的學(xué)習MBR膜的相關(guān)知識。