1 MBR工藝

MBR工藝(Membrane Bio reactor, 簡稱MBR )又稱膜生物反應器，是膜技術與污水生物處理技術有機結合的一種新型、高效的廢水處理工藝。發(fā)源于20世紀70年代的美國[1]。與常規(guī)生物處理技術相比較，MBR具有如下顯著特點[2]：

（1）對污染物的去除率高，抵抗污泥膨脹能力強，出水水質穩(wěn)定，出水中沒有懸浮物，而且可去除細菌、病毒，是一種對原水處理后不必消毒的工藝；

（2）易于一體化，便于自動控制，操作簡便，同時實現了SRT和HRT的徹底分離；

（3）膜的機械截流避免了微生物的流失，生物反應器內污泥濃度可達35g/L，提高體積負荷，設備占地�。�

（4）SPR延長，有利于增殖緩慢的細菌，如硝化細菌的截流和生長，從而提高系統的硝化能力，同時提高難降解有機物的降解速率；

（5）剩余污泥產生量少，污泥處置費用低；

（6）受膜表面速度剪切力的影響，污泥絮體平均尺寸較小，污泥傳氧速率提高，可達26%～60%；

（7）制造成本高，膜易污染，能耗較高。

基于MBR的以上優(yōu)勢，其處理污水的效果優(yōu)于傳統生化處理和深度處理（三級處理）的綜合效果，故逐漸成為中水回用、污水資源化的重要技術之一。目前，MBR技術已經廣泛應用于不同領域的污水處理中，尤其在工業(yè)污水處理與回用中更具有優(yōu)勢。萬噸級的示范工程相繼建立，膜技術的廣泛應用和規(guī)模擴大使MBR技術逐漸成熟，噸水投資成本逐漸下降[3]。

2 設計出水水質

本工程處理后的出水排入城鎮(zhèn)管網匯入市政污水處理廠進行再度處理，出水水質要求達到國家排放標準DB 21/1627—2008《遼寧省污水綜合排放標準》中排入城鎮(zhèn)收集管網的排放標準[4]，設計出水水質見表1。

表1 設計出水水質單位：mg/L

3 工藝流程 工藝流程如圖1所示，廢水經過格柵池、原水池、調節(jié)池流進MBR池中進行處理，處理后排水排入市政管網，污泥進行外運。

4 主要構建物及設備

本工程采用的“中空纖維膜”是外壓型中空纖維微濾型膜。由于水溶液（原水）中的水分子具有透過分離膜的能力，而溶質和其他雜質不能通過分離膜[5]，利用分離膜的這一基本原理，在反應槽內浸入“中空纖維膜”，中空纖維膜管壁從外側受到液壓的作用，在管壁內側就形成微小的負壓，在外力作用下對水溶液（原水）進行分離，獲得處理水，從而達到提高水質的目的。

4.1 主要構建物

表2 主要構建物

4.2 主要設備

主要設備明細見表3。

5 主要經濟技術指標

5.1 電耗費用

（1）總裝機容量: 38.4kW

（2）實際運行功率: 22.8 kW

（3）日耗電量: 405 kW·h

（4）單位電耗: 0.56元

（5）日運行費用: 0.57元/t廢水

5.2 藥劑費用

本污水處理系統出水排入城鎮(zhèn)污水處理廠收集管網，所以可以不用消毒。

（1）膜清洗藥劑折合單方水膜清洗費用為0.115元。

（2）核算噸水消耗藥劑成本：0.115元/m3水

（3）單方污水處理成本(不含折舊)：

0.115＋0.57＝0.685元/m3水

表3 主要設備

5.2 藥劑費用

本污水處理系統出水排入城鎮(zhèn)污水處理廠收集管網，所以可以不用消毒。

（1）膜清洗藥劑折合單方水膜清洗費用為0.115元。

（2）核算噸水消耗藥劑成本：0.115元/m3水

（3）單方污水處理成本(不含折舊)：

0.115＋0.57＝0.685元/m3水

6 運行效果

該工程于2010年初竣工。經過一段時間的調試運行，設備運行一切正常，并無異常出現；正式投入運行后，設備穩(wěn)定、出水水質也較為穩(wěn)定。經大連市環(huán)境監(jiān)測中心連續(xù)數天監(jiān)測，處理后出水檢測結果穩(wěn)定，沒有出現任何超標現象，出水水質各項指標均優(yōu)于國家排放標準DB 21/1627—2008 《遼寧省污水綜合排放標準》中排入城鎮(zhèn)收集管網的排放標準。整個工程達到了設計要求。具體出水情況如圖2所示：

7 結語

（1）該制藥生產廢水雖然屬于中等濃度廢水，但是廢水中含有部分殘留的藥物物質，導致在生化處理過程中，抑制了微生物的生長、繁殖，造成污泥膨脹，最終使生化處理失效[6]。因此采用傳統的生化處理工藝很難達到預期的處理效果，而采用MBR（膜生物反應器）處理工藝技術，是目前較為理想的選擇。

（2）該工藝的缺陷是膜容易被污染，即膜孔被堵塞，運行一定時間后要對膜進行反沖洗。隨著運行時間增加，摩阻力逐漸增大，反沖洗的周期不斷縮短。該工程自投入使用后，膜反沖洗的周期從最初3個月沖洗一次縮短至每半個月進行一次反沖洗。

（3）膜池設置MBR膜組件系統及配套的出水、清洗、吹掃等系統[7]。MBR膜區(qū)內的吹掃（曝氣）有2個用途：①用于膜組件周圍的氣水振蕩，保持膜表面清潔；②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；同時可以截留難于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。剩余污泥通過膜區(qū)剩余污泥泵定期排出，可控制系統內活性污泥的濃度及污泥齡。

（4）工程建設地位于中國北方地區(qū)，冬季氣溫較低，對生物處理不利，生物處理最佳溫度為20 ℃~30 ℃，設計時應充分考慮。針對以上因素，設計中采取如下措施：①針對出水去除率要求高的特點，設計中采用低負荷設計，無論是BOD溶積負荷、BOD表面負荷，還是沉淀池表面負荷，都采用相對較低的設計值，保證了污水處理的高去除率；②考慮到該工程位于我國北方，同時生物處理中對溫度的要求比較高，為保證處理設施完全發(fā)揮作用，設計中對污水管道采取適當的保溫措施或其他保溫的方式處理。

（5）隨著生產膜技術不斷發(fā)展，現在水處理工程向著建設投資少、占地面積小、設備管理方便、運行可靠的方向發(fā)展；同時隨著膜材料質量不斷提高和成本不斷下降，該技術運用將越來越廣，尤其適用于目前企業(yè)自用的中水回用工程。具體參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關技術文檔。

參考文獻：

［1］孫從明．MBR工藝處理制藥廢水［J］．環(huán)境科學導刊，2009（28）：69-71.

［2］朱杰，付永勝，魏劍斌，等．MBR技術在廢水處理中的研究現狀及其展望［J］．污染防治技術，2003（12）：95-98.

［3］李根鋒，吳楠．MBR技術在廢水處理回用中得應用［J］．環(huán)境科科技，2010（6）：33-35.

［4］DB 21/1627—2008，遼寧省污水綜合排放標準［S］.

［5］程淑英，龔莉莉．膜分離技術應用現狀與展望［J］．化工技術經濟，1999（2）：15-18.

［6］李善評，欒富波，冀貞泉，等．制藥廢水處理工藝的改造［J］．中國給水排水，2005（5）：80-83.

［7］王軍．膜生物反應器（MBR）技術及展望［N］．科技創(chuàng)新導報，2008（25）：11-12.

趙晶琳（1984—），女（漢族），山東榮成人，助理工程師，主要從事污廢水處理技術工作。來源：水科學與工程技術