MBR生物反應(yīng)器的運行管理（上）

  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)的不斷提升嚴格標準下，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。公眾號從這一期開始，和大家一起來討論下MBR在污水廠的運行管理。

   在討論MBR的運行管理之前，我們先來簡單了解下MBR究竟是什么。在很多技術(shù)領(lǐng)域中，廣泛使用膜進行工業(yè)生產(chǎn)，進行物質(zhì)之間的有效分離。膜是一種在一定的條件下（比如壓力、濃度、電離作用等）使一些特定的物質(zhì)通過具有通過能力的薄層，實現(xiàn)不同物質(zhì)之間的分離、濃縮、提純等，簡單的說就是在特殊條件下才能實現(xiàn)特定過濾效果的薄膜。根據(jù)薄膜的滲透的孔徑不同，可以分為微濾膜，超濾膜，納濾膜，反滲透膜，滲析膜、電滲析膜等。與水處理相關(guān)的主要是前四種，這四種都是以壓力差為動力的膜分離的過程，就是在膜兩側(cè)存在一定的壓力差時，混合液的一部分溶劑和小于膜孔徑的物質(zhì)組分就會通過膜，而大于膜孔徑的微粒，大分子，鹽類，微生物等就會被膜截留下來。大面積應(yīng)用在污水處理行業(yè)中的，主要是以微濾膜為主，各種膜之間的區(qū)別如下表：

   不同的膜對水中各種物質(zhì)的攔截能力不同，污水處理廠的出水對更細微的物質(zhì)沒有特殊要求，本身生活污水中的金屬離子等的含量都比較少，一般很少用到后續(xù)的超濾、納濾、反滲透膜作為生產(chǎn)用膜，主要應(yīng)用的是以微濾膜為主。

   在活性污泥法中，其中最重要的一環(huán)就是活性污泥的泥水分離，污水廠中通常使用的是二沉池作為泥水分離，將上清液和活性污泥在一個相對靜止的構(gòu)筑物內(nèi)進行分離，上清液從構(gòu)筑物上方流出，污泥通過污泥回流泵回流到生物池中。但是傳統(tǒng)的二沉池在運行中存在污泥上浮、污泥泡沫，細碎污泥、污泥膨脹等各種因素的影響，導(dǎo)致二沉池出水中的懸浮物較高，后期必須增加深度處理單元的加藥、沉淀、過濾來進行二沉池出水的再次凈化，這也就是深度處理工藝的設(shè)置的原因。

   由于微濾膜的孔徑相對較大，很多離子，包括一些小型的分子都是可以通過的，因此微濾膜不是作為污水處理的主體來應(yīng)用的，而對于有機污染物，營養(yǎng)元素都是無法被微濾膜截留的，因此污水處理的主體處理工藝仍是活性污泥法。微濾膜僅是作為活性污泥法的一部分進行使用的，由于微濾膜的孔徑在0.05~10μm之間，只有小于這個孔徑的水及水中的物質(zhì)才能通過，活性污泥絮凝體直徑一般為0.02~0.2mm之間，因此活性污泥絮凝體是無法通過微濾膜的，因此微濾膜對活性污泥具有的良好的分離性能，利用這個特性，在活性污泥工藝中的應(yīng)用就是進行活性污泥和水的高效分離，使用微濾膜取代了二沉池進行泥水分離，實現(xiàn)了更清潔的處理出水。采用微濾膜進行活性污泥的泥水分離以后，減少了原有的二沉池和深度處理單元，縮短了污水廠的工藝流程，減少了污水廠的占地面積等。

   微濾膜的使用不能脫離活性污泥法，它只是替代了活性污泥法中的泥水分離的二沉池，是作為活性污泥法中的一個組件，同時由于微濾膜在使用中和活性污泥中的微生物接觸，在生產(chǎn)過程中要考慮生物對膜的影響，也有使用膜作為硝化反硝化的工藝應(yīng)用，所以在污水廠大量使用的微濾膜成為MBR，就是膜生物反應(yīng)器，是一個獨立的反應(yīng)裝置，作用等同于二沉池及后續(xù)的深度處理構(gòu)筑物的固液分離作用，而污水中的有機物去除，營養(yǎng)元素的去除等還是依賴于活性污泥法這個工藝主體來進行的，所以所謂MBR一般不能單獨稱為一種工藝，只能是A２O＋MBR或者AO＋MBR，氧化溝＋MBR等，MBR不是單獨的工藝稱謂。

   通常的污水廠的MBR組件都為分離式的，就是在生物池外部建設(shè)一組MBR池，將MBR組件放入到MBR膜池中，這樣運行管理更為方便，對MBR膜的觀察，清洗，檢修都更加適合。

   MBR膜在經(jīng)過多年的發(fā)展，已經(jīng)出現(xiàn)了各種各樣類型和結(jié)構(gòu)的膜，這些膜從不同的方面對現(xiàn)有的MBR處理流程中的問題進行了應(yīng)對性的處理，發(fā)展出各種不同類型的MBR膜，有平板膜，中空膜等等。在實際生產(chǎn)實踐中，可以根據(jù)廠內(nèi)的實際需求選擇合理的MBR膜。

水處理工藝的運行，保持良好的出水水質(zhì)。關(guān)于MBR膜本身的研究和深入的機理其實對運行人員并不是很重要，當然有興趣的人員可以通過各種資料來深入的學(xué)習(xí)MBR膜的相關(guān)知識。