平板膜生物反應器

MBR是指將超、微濾膜分離技術與污水處理中的生物反應器相結合而成的一種新的污水處理裝置。這種反應器綜合了膜處理技術和生物處理技術帶來的優點。超、微濾膜組件作為泥水分離單元，可以完全取代二次沉澱池。超、微濾膜截留活性污泥混合液中微生物絮體和較大分子有機物，使之停留在反應器內，使反應器內獲得高生物濃度，並延長有機固體停留時間，極大地提高了微生物對有機物的氧化率。同時，經超、微濾膜處理后，出水質量高，可以直接用於非飲用水回用。系統幾乎不排剩餘污泥，且具有較高的抗衝擊能力。

作為一種新型高效的污水處理技術，膜-生物反應器（Membrane Bioreactor，MBR）日益受到各國的關注。經過幾十年的發展，MBR已成為城市污水和工業廢水的處理和回用方面一種很有吸引力和競 爭力的選擇，並被視為“最佳實用技術（Best Available Technology）”。目前，全球MBR的市場正在加速成長，工程數量和處理規模快速增加和擴大。隨著MBR技術的日漸成熟，投資/運行費用的不斷下降，其未來發展空間將會更加廣闊。

浸沒式膜生物反應器（MBR）的最早研究可以追溯到上世紀60年代末期的美國。1969年Smith等報道採用超濾膜來替代傳統活性污泥工藝中的二沉池，用於處理城市污水。70年代末期，日本由於污水再生利用的需要，膜生物反應器(MBR)的研究工作有了較快的進展。自1983年到1987年日本有13家公司使用好氧膜生物反應器（MBR）處理大樓污水，處理水作為中水回用。從80年代後期到90年代初，Zenon公司繼續Dorr-Oliver公司的早期研究，以開發用於處理工業廢水的系統並獲得了成功。Zenon公司的商業化產品，ZenoGem於1982年投入使用。

我國對浸沒式膜生物反應器（MBR）的研究始於上世紀90年代初。最早開始研究的有清華大學、中科院生態環境中心、天津大學、同濟大學等。近年，由於該項技術所具有的巨大吸引力和潛在的應用前景，受到了更多研究者的青睞。

1)處理效率高，出水可直接回用。由於中空纖維膜對生化反應器的混合液具有高效的分離作用，可徹底將污泥與出水進行分離，故可使出水的SS及濁度接近於零。同時由於活性污泥的損失幾乎為零，使得生化反應器中的活性污泥濃度可比傳統工藝高出2~6倍左右，大大提高了脫氮能力。

2)系統運行穩定、流程簡單、設備少、佔地面積小。由於MBR技術的活性污泥濃度高，因此裝置的容積負荷大；對進水波動的抗衝擊性能好，運行穩定。此工藝除了可大大縮小生化反應器—曝氣池的體積，使設備和構築物小型化以外，甚至可以省去初沉池,也不需要二沉池,就使得系統佔地面積減少。

3)污泥齡長，剩餘污泥量少。當污泥濃度高，而進水負荷低的情況下，系統中營養與微生物比率(F/M)低，污泥齡變長。當F/M維持某個低值時，活性污泥的增長接近為零，這就降低了對剩餘污泥的處理費用。

4)操作管理方便，易於實現自動控制。由於膜分離可使活性污泥完全截留在生物反應器中，使得生物反應器中的水力停留時間(HRT)和污泥停留時間(SRT)是完全分開的，故可靈活、穩定地加以控制；同時，非常易於實現自動控制，提高了污水處理的自動化水平。

平板膜生物反應器因其核心部件-平板膜組件在實際使用過程中具備高效穩定的分離功能，抗污染能力強，越來越受到客戶的青睞與認可。平板膜生物反應器能獲得高的運行通量（>25L/M2.H），使用壽命均大於5年，使得其綜合應用成本低。瑞潔特膜科擁有完全的自主知識產權的雙疊式平板膜研發與生產能力，獲得新型與發明專利，對推動平板膜技術在污水處理行業的發展起著關鍵的作用。

篩分過程，膜生物反應器（MBR）操作壓力0-35KPa，混合液在靜壓差或自吸泵的作用下，透過纖維素或高分子材料製成的微孔濾膜，利用其均一孔徑，來截留水中的微粒、細菌等，使其不能通過濾膜而被去除。

利用膜對生化反應池內的含泥污水進行過濾，實現泥水分離。一方面，膜截留了反應池中的微生物，使池中的活性污泥濃度大增加，使降解污水的生化反應進行得更迅速更徹底；另一方面，由於膜的高過濾精度，保證了出水清澈透明，得到高質量的產水。

膜池設置MBR膜組件系統及配套的出水、清洗、吹掃等系統。MBR膜區內的吹掃（曝氣）有兩個用途，一是用於膜組件周圍的氣水振蕩，保持膜表面清潔，二是為提供生物降解所需要的氧氣。通過膜的高效截留作用，全部細菌及懸浮物均被截流在曝氣池中，可以有效截留硝化菌，使硝化反應順利進行，有效去除氨氮；同時可以截留難於降解的大分子有機物，延長其在反應器中的停留時間，使之得到最大限度的降解。剩餘污泥通過膜區剩餘污泥泵定期排出，可控制系統內活性污泥的濃度及污泥齡。

1.1 MBR膜生物反應器國外發展現狀

MBR膜技術最初用於生物發酵工業，1965年由Blat等提出並使用於連續發酵的酶製劑工藝中進行微生物的濃縮。60年代初開始用於廢水處理-美國Dorr-Oliver公司在1967年，建設了3600gpd的小型污水處理設施；

Smith1969年首次報道用超濾膜代替活性污泥工藝中的二沉池。當時受膜製造技術的限制，對水質要求不高，主要停留在實驗室規模。70～80年代，日本開始大力研究，自1983年～1987年，有13家公司使用MBR膜生物反應器處理大樓廢水；加拿大ZENON公司商業化產品－ZenoGem於1982年投入使用；同時厭氧生物反應器與膜技術組合研究在80年代初受到重視。80年代末以後，研究更是方興未艾。一體式MBR在1989年推出，MBR膜生物反應器的運行條件優化，膜污染機理研究深入，以及處理廢水對象的多樣化：生活污水，糞便廢水、有機工業廢水等，致使推廣應用更為廣泛，英國、德國、荷蘭、美國、日本、法國、南非和澳大利亞等國已得到很多應用。

歐盟MBR項目提出以下研發內容：加快以城市污水凈化為目標的膜技術發展，降低基建與運行成本，城市污水深度處理的MBR技術，過程優化與膜污染控制，分散處理MBR及節能技術。

1.2MBR膜生物反應器國內發展現狀

我國MBR的研究始於90年代初，1996年國家“九五”攻關開始資助MBR研究。2002年，國家863項目繼續資助MBR研究，清華、浙大和天大受到資助。國家863項目的目的是全面開展MBR的研究與應用。在此期間，有關論文和研究機構大幅度增加。

中國科學院上海應用物理研究所於80年開始超濾膜技術的研究，經過20年的超濾膜技術的研發和實際項目工作，95年在上海市科委的推動下，成功完成了超濾膜技術向污水處理領域的轉移，2002年研究所研製開發出沉浸式平板膜系列。南京瑞潔特依託中科院核心膜分離技術，成功自主開發雙疊式平板膜及組件，已廣泛應用於污水處理行業，涉及垃圾滲濾液、化工廢水、醫院廢水、醫藥廢水、屠宰廢水、養殖廢水、電鍍廢水、市政生活污水等廢水處理。