淺談膜生物反應器對水質(zhì)的凈化作用

張 月（齊齊哈爾市環(huán)境監(jiān)測中心站 黑龍江 齊齊哈爾 161000）

淺談膜生物反應器對水質(zhì)的凈化作用

張 月（齊齊哈爾市環(huán)境監(jiān)測中心站 黑龍江 齊齊哈爾 161000）

膜生物反應器是將膜分離裝置和生物反應器結(jié)合而成的一種處理系統(tǒng)。優(yōu)點是不僅處理簡單、快捷而且高效。膜生物反應器尤其在處理生活污水和工業(yè)廢水中起到主導作用。但是由于造價費用高等問題，膜生物反應器在污水處理方面還受到限制。本文簡單講述了膜生物反應器的分類和作用以及面臨的問題，對未來膜生物反應器有些展望。

膜生物反應器；分類；原理；應用

1 膜生物反應器的介紹

最近中央一臺連續(xù)報道了中國今年可用水量還不及去年的一半。水資源短缺一直是我們努力解決的問題。然而節(jié)約用水不是唯一辦法，開發(fā)處理污水技術(shù)也是很重要的。傳統(tǒng)的生物處理污水難以滿足越來越嚴格的污水排放標準，各種新型高效的處理技術(shù)應運而生，其中膜生物反應器占主導地位。

膜生物反應器技術(shù)起源于20世紀60年代的美國。當時美國人用超濾膜代替好氧活性污泥法中的二沉池來處理污水。但這一時期受到膜制造技術(shù)的限制，90年代中后期才進行發(fā)展。膜生物反應器是將膜分離裝置和生物反應器結(jié)合而成的一種新的處理系統(tǒng)，將膜分離工程與生物工程結(jié)合起來，采用膜分離技術(shù)取代普通生物反應器中的二沉池，從而取得高效的分離效果。

2 膜生物反應器的分類

根據(jù)膜組件的使用方式和作用的不同，可將膜生物反應器大致分成膜分離式生物反應器、無泡曝氣式膜生物反應器以及萃取膜生物反應器。膜分離式生物反應器主要用于分離污水中的固體污染物，無泡曝氣式膜生物反應器主要處理高濃度的有機廢水，萃取膜生物反應器主要處理工業(yè)廢水中的優(yōu)先污染物。

（1）分置式生物反應器。分置式生物反應器歸功于膜的有效截留率和濃縮液回流到生物反應器內(nèi)，提供了生物反應器內(nèi)較高的微生物濃度和較長的停留時間。分置式生物反應器有清洗更換、運行管理簡單的優(yōu)點。其缺點是需要用高能的動力消耗，使泵提高料液流速來減少沉積在膜表面的污染物，其泵的剪切力會破壞微生物的一定的結(jié)構(gòu)和活性。有研究表明，分置式膜生物反應器在三倍于正常水平的沖擊負荷下，其能正常運行，膜過濾出水COD維持在10單位以下，生物反應器污泥上清液COD和透膜壓力TMP比正常水平上升，但消除沖擊力水平恢復正常。由此可見分置式膜生物反應器該技術(shù)出水水質(zhì)的安全穩(wěn)定性和操作簡便性。

表1 日本梨縣糞便污水處理廠處理數(shù)據(jù)表格

無泡曝氣膜生物反應器：無泡曝氣膜生物反應器采用透氣性的致密膜或疏水性的微口膜，板式或中空纖維式的組件，通過保持透氣分壓低于泡點來實現(xiàn)。無泡曝氣膜生物反應器滿足了微生物對氧的大需求。由于傳遞的氣體含在膜系統(tǒng)中，提高了接觸時間，從而提高傳氧效率。英國工程物理科學研究實驗證實，采用無泡曝氣膜生物反應器不僅能達到很高的碳去除率而且硝化去除率也很樂觀。

（2）萃取膜生物反應器。

萃取膜生物反應器是結(jié)合了膜萃取和生物降解將有毒物質(zhì)從廢水中分離并降解。選擇透過性膜將廢水與活性污泥隔離開來，廢水中有毒有機物透過膜，被膜外專性活性污泥降解成CO2和H2O，而廢水中的水分子和其他無機成分不能透過膜向活性污泥擴散。適合廢水中酸堿度高、鹽濃度高、含有有毒生物難降解有機物或者是含揮發(fā)性物質(zhì)的情況。我國很多實驗室都采用萃取膜生物反應器來去除地下水硝酸鹽，并取得了很好的研究成果。

3 國內(nèi)膜生物反應器的應用

膜生物反應器在我國的研究始于1993年。我國的膜生物反應器最早應用于生活污水的處理和回用。后來應用于處理工業(yè)園區(qū)的污水，有些市政污水處理廠的污水通過膜生物反應器處理后用于景觀綠化水、灌溉、河道補充等。

表2 膜生物反應器對部分工業(yè)廢水的處理效果 mg/L

4 膜生物反應器急需解決的問題

膜污染：膜污染指的是過濾料液中物質(zhì)與膜進行的物理化學作用，在膜表面沉積或吸附，影響膜的通水量下降。清洗膜是國內(nèi)外研究的重點。性能優(yōu)越的新型分離膜，尤其是耐污染膜的開發(fā)研制是未來發(fā)展的一個趨勢。

經(jīng)濟性的問題：由于基建費用高，控制較復雜，目前尚無實際規(guī)模的應用。需要開發(fā)造價低的膜生物反應器，降低成本，緩解高耗能的必要。研制高效、高強度、廉價膜材料會增大使用范圍。

〔1〕Lee DA，Bader DL.Compressive strains at physiologicalfrequencies influence the metabolism of chondrocytesseeded in agarose〔J〕.J Orthop Res，1997，15〔2〕：181-188.

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〔4〕鄭祥，魏源送，樊耀波，劉俊新.膜生物反應器在我國的研究及應用.中國土木工程學會水工分會理事會會議，2002.

Membrane bioreactor is the hope of slowing down the short of water resource

ZhangYue（Environment Monitoring Station of Qiqihaer Heilongjiang 161000）

Membrane bioreactor is a systerm of the combination of membrane separation device and bioreactor.The excellency is easy，quick and high efficiency.Membrane bioreactor plays a role in dealing with living waste water and industrial sewage.However，it has its limit that is its high cost.The article tells the classification，the application and the problems we are facing.There are some outlook on it.

Membrane bioreactor Classification Theory Application

X703

A

1674-263X（2016）01-0076-02

2016-02-16

張月（1988-），女，本科，助理工程師，從事環(huán)境監(jiān)測工作。