MBR膜生物反應(yīng)器的運行維護

在活性污泥法發(fā)展100多年來，一些新的工藝在隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而在活性污泥法中得以應(yīng)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(yīng)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行的凈水過濾技術(shù)都已經(jīng)實現(xiàn)的，也應(yīng)用到了普通人的家里的凈水裝置上，在污水處理行業(yè)，隨著對處理出水水質(zhì)的不斷提升嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)下，膜技術(shù)也逐步開始在污水處理中得到應(yīng)用，一些對水質(zhì)要求較高的污水廠，采用了MBR（Membrane BioReactor）膜生物反應(yīng)器來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，但是也帶來了一些運行管理的難題。

1、MBR膜生物反應(yīng)器工藝流程：

原水——>調(diào)節(jié)池——>MBR反應(yīng)池——>清水池——>排放或回用。

由于MBR膜的存在大大提高了系統(tǒng)固液分離的能力，從而使MBR膜生物反應(yīng)器的出水，水質(zhì)和容積負(fù)荷都得到大幅度提高，經(jīng)膜處理后的水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)高(超過*A標(biāo)準(zhǔn))，經(jīng)過消毒，*后形成水質(zhì)和生物安全性高的優(yōu)質(zhì)再生水，可直接作為新生水源。由于膜的過濾作用，微生物被*截留在MBR膜生物反應(yīng)器中，實現(xiàn)了水力停留時間與活性污泥泥齡的*分離，消除了傳統(tǒng)活性污泥法中污泥膨脹問題。MBR膜生物反應(yīng)器具有對污染物去除效率高、硝化能力強，可同時進行硝化、反硝化、脫氮效果好、出水水質(zhì)穩(wěn)定、剩余污泥產(chǎn)量低、設(shè)備緊湊、占地面積少(只有傳統(tǒng)工藝的1/3-1/2)、增量擴容方便、自動化程度高、操作簡單等優(yōu)點。

2、膜的運行和維護

（1）膜的運行流程。該污水廠MBR生化系統(tǒng)是由厭氧池、缺氧池、好氧池、膜分離池組成。膜分離組件是MBR的核心。在膜分離池中，由中空纖維膜組成的膜組件浸放于膜分離區(qū)中，由于中空纖維膜0.1μm的孔徑可*阻止細(xì)菌的通過，所以將菌膠團和游離細(xì)菌全部保留在膜分離區(qū)中，各種懸浮顆粒、細(xì)菌、藻類、濁度和COD及有機物均能得到有效去除，保證出水懸浮物接近零的出水水質(zhì)。為保證MBR膜組件具有良好的膜通量，能持續(xù)穩(wěn)定地出水，該廠使用了全自動的在線水反洗、化學(xué)反洗及離線化學(xué)清洗系統(tǒng)，通過自動程序?qū)?shù)據(jù)進行采集、匯總，并通過連鎖控制，對系統(tǒng)各工藝操作進行自動調(diào)節(jié)控制。

（2）正常運行管理。系統(tǒng)各出水膜組通過自吸泵抽吸出水，并通過PLC系統(tǒng)自動控制間斷出水。運行期間定期進行在線水反洗、在線化學(xué)反洗防止和緩解膜污染保持膜組件的良好出水能力。離線化學(xué)清洗*清洗污染嚴(yán)重的膜組件，恢復(fù)膜通量和產(chǎn)水能力。

（3）膜維護的一般要求。膜組件出口設(shè)置在線濁度檢測和水質(zhì)監(jiān)測儀表，一旦發(fā)現(xiàn)濁度和出水水質(zhì)變差情形，運行中及時分析膜組的狀態(tài)，可以對膜組進行及時必要的維護。

3、改進措施與建議

過去的幾十年里，世界范圍內(nèi)MBR工藝在學(xué)術(shù)研究和工程應(yīng)用方面都取得了令人矚目的成就，并在很多新的領(lǐng)域不斷開發(fā)。但是MBR工藝想要進一步提高其核心競爭力，仍然面臨著諸多的技術(shù)和發(fā)展的挑戰(zhàn)。MBR工藝改進的重點應(yīng)集中在以下5個方面。

（1）提高膜的制造水平

膜材料是膜分離技術(shù)的核心，尤其是MBR工藝要在污水系統(tǒng)下工作，膜處于高濃度污泥中，如何保證其通量和使用壽命尤為關(guān)鍵。為了更好地發(fā)揮MBR工藝的優(yōu)勢，應(yīng)提高膜的制造水平，開發(fā)新型的針對市政污水處理的膜材料及對現(xiàn)有的膜材料進行改性，制備出具有高通量、高強度、高親水性能且價格低廉的膜材料。

（2）改進膜組件

膜組件的優(yōu)化對于實際裝置運行十分重要，是制約膜技術(shù)廣泛運用的一個關(guān)鍵因素。開發(fā)研制性能*、抗污堵能力強、節(jié)能的新型膜組件才能促進MBR工藝更廣泛運用。

（3）整體流程的優(yōu)化

建議從污染物去除效果和膜污染控制效果兩方面來對流程進行整體優(yōu)化，既要保證MBR工藝的處理效果，又要保證其能長時間穩(wěn)定運行。目前主要包括：膜與新型污水處理技術(shù)的組合;降低能耗的措施和技術(shù);膜污染的控制及運行條件的穩(wěn)定化;提升氮、磷的去除能力;反應(yīng)器各段氧平衡分配技術(shù);運行方式的控制與優(yōu)化。

（4）標(biāo)準(zhǔn)化

雖然MBR工藝的應(yīng)用已越來越廣泛，但是仍沒有國家統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。首先，膜產(chǎn)品的種類眾多，形式多樣，不同膜廠商的膜產(chǎn)品之間缺乏可靠的比較結(jié)果，在選擇上缺乏可靠的依據(jù);其次，各個膜廠商的自身數(shù)據(jù)庫較完善，有自己的設(shè)計參數(shù)和規(guī)范，但彼此之間相差較大，對于全行業(yè)來說沒有統(tǒng)一或綜合的設(shè)計手冊和規(guī)范，對于技術(shù)人員來說沒有充分的設(shè)計依據(jù);同時，MBR工藝對運行管理的要求較高，但是膜廠商大多只是提供膜組件，工程公司僅負(fù)責(zé)工程建造，對于后續(xù)維護和管理無相應(yīng)的規(guī)范指導(dǎo)和標(biāo)準(zhǔn)。因此，建議應(yīng)從膜組件、設(shè)計、運行操作3方面建立一整套合理的MBR工藝的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，有利于提高經(jīng)濟性和競爭力，促進其進一步廣泛應(yīng)用。