MBR膜生物反應器在汙水處理中的應用

膜生物反應器技術起源於(yu) 20世紀60年代的美國。膜生物反應器的研究與(yu) 應用可分為(wei) 三個(ge) 階段:階段:1966年,美國的Dorroliver公司首先將MBR用於(yu) 廢水處理的研究;1968年,Smith等將好氧活性汙泥法與(yu) 超濾膜相結合的MBR用於(yu) 處理城市汙水;1969年Budd等的分離式MBR技術獲得了美國。20世紀70年代初期,好氧分離式MBR處理城市汙水的試驗規模進一步擴大,同時,厭氧MBR研究也相繼開始進行,實驗室規模的研究與(yu) 中試規模的研究均取得了較滿意的結果。這一時期MBR的應用由於(yu) 受當時膜生產(chan) 技術的限製,直到20世紀70年代後期,大規模好氧膜生物反應器才開始在北美應用。第二階段:20世紀70年代末期,日本由於(yu) 國土麵積小,地麵水體(ti) 因徑流距離較短而導致其自淨能力差、生態係統脆弱、易受汙染。

MBR由於(yu) 具有占地麵積小和出水水質優(you) 良的優(you) 勢,使其應用有了很快的進展。自1983年到1987年,日本有13家公司使用好氧MBR處理大樓廢水,經處理後的水做中水回用,處理規模達50m3/d一250m3/d。日本1985年開始的“水綜合再生利用係統90年代計劃”把MBR的研究在汙水處理對象與(yu) 規模方麵都大大推進了一步。目前在日本運行(包括在建)的膜生物反應器占的66%。第三階段(1995年—至今):進入20世紀90年代中後期,越來越多的歐洲國家將MBR用於(yu) 生活汙水和工業(ye) 廢水的處理。目前主要有四家大公司經營MBR,它們(men) 分別是加拿大Zenon公司,日本MitsubishiRayon公司,法國sue-LDE/IDI公司和日本Kubota公司。Zenon、MitsubishiRayon和Kubota公司生產(chan) 一體(ti) 式聚合物中空纖維膜組件,而Suez-LDE/IDI生產(chan) 分體(ti) 式管式陶瓷膜組件。加拿大的Zenon公司首先推出了超濾管式膜生物反應器,並將其應用於(yu) 城市汙水處理。

目前,大部分應用於(yu) 城市汙水處理的MBR處理能力範圍為(wei) 不大於(yu) 378.5m3/d,但處理能力高378.5m3/d-1892.5m3/d的MBR數量在逐步增加。在膜生物反應器的應用中,98%以上是好氧膜生物反應器。其中55%以上是一體(ti) 式膜生物反應器。好氧膜生物反應器主要是針對城市廢水及生活汙水的處理,厭氧膜生物反應器主要是針對高濃度有機廢水的處理。HRT(水力停留時間)、SRT(汙泥齡)和汙泥負荷對好氧膜生物反應器去除城市和工業(ye) 廢水的CODcr和BOD5影響不大,但汙泥齡和汙泥負荷對硝化效率有明顯的影響。好氧膜生物反應器處理城市汙水,曝氣分別占分體(ti) 式和一體(ti) 式MBR總能耗的20%～50%和80%～99%。汙泥濃度、汙泥負荷和水力停留時間對MBR的CODcr去除效果影響不明顯。汙泥產(chan) 率和汙泥活性隨著汙泥齡的降低而增加,但汙泥降解汙染物的能力不太受汙泥齡變化的影響。同常規活性汙泥法中的汙泥相比,好氧膜生物反應器中的汙泥顆粒小,粘度高,泡沫多,結構疏鬆,活性低,並且汙泥的沉降和脫水性能差,在常規活性泥法中較長的汙泥齡有助於(yu) 高一級微型動物(原生和後生動物)的產(chan) 生,但現有的研究表明,當膜生物反應器長時間不排泥時,汙泥中很少或沒有原後生動物出現,遺憾的是至今並不清楚為(wei) 什麽(me) 會(hui) 出現這種現象。采用熒光原位雜交(FISH,Fluorescentinsituhybridization)對膜生物反應器中的汙泥進行分析,結果表明:膜生物反應器中微生物群落含有的細菌細胞遠少於(yu) 常規活性汙泥法,並且膜生物反應器的低汙泥產(chan) 率來自於(yu) 微生物的內(nei) 源呼吸而不是生物捕食。