膜生物反應(yīng)器是高效膜分離技術(shù)與活性污泥法相結(jié)合的高效污水處理技術(shù)，膜組件取代傳統(tǒng)的活性污泥處理系統(tǒng)中的二沉池，實現(xiàn)固液分離而無需污泥回流。一體化MBR是將膜組件置于生物反應(yīng)器中內(nèi)部，主要由預(yù)處理裝置、膜組件、生物反應(yīng)器、供氣系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及在線清洗系統(tǒng)等單元組成。

1、一體化膜生物反應(yīng)器類型

       一體化膜生物反應(yīng)器是把膜組件直接置于生物反應(yīng)器內(nèi)，通過真空泵或其它類型的泵抽吸，得到過濾液。一體式MBR體積小，運行能耗低，且曝氣時氣液向上的剪切力能夠?qū)崿F(xiàn)錯流效果，也有采用一體式膜組件富集進行葉輪攪拌和膜組件自身的旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)錯流效應(yīng)以及紊動，從而使污泥固體很難積聚在膜表面，不易堵塞膜纖維中心孔，同時還可以借助曝氣形成的剪切和紊動來控制膜表面固體的厚度。為了減少膜表面的污染，延長運行周期，一般泵的抽吸是間斷運行的。目前一體式MBR使用較為普遍，一般只用與好氧處理。中空纖維膜、管式陶瓷膜及平板式膜組件應(yīng)用于一體式膜生物反應(yīng)器中。

       此外，也有一體化復(fù)合式膜生物反應(yīng)器，該反應(yīng)器由膜組件和復(fù)合生物反應(yīng)器組合而成，其中復(fù)合生物反應(yīng)器由缺氧活性污泥和好氧生物系統(tǒng)組成，好氧區(qū)內(nèi)裝有立體泡沫填料，加裝填料可以提高系統(tǒng)抗沖擊負荷能力，保證系統(tǒng)具有穩(wěn)定的處理效果，減少膜污染，延長膜組件的清洗周期。特點為：復(fù)合生物反應(yīng)器是由附著生物型微生物和懸浮生長型微生物構(gòu)成的混合體系，可利用載體容易截留和附著量大的特點改善污泥沉降特性，克服污泥膨脹，改善膜的通透量；并使硝化菌優(yōu)先附著在載體上，提高硝化效果，大大改善了污水處理能力和運行穩(wěn)定性。

2、技術(shù)原理

       MBR工藝一般由膜分離組件和生物反應(yīng)器組成，由于膜組件能將截留的污泥回流至生物反應(yīng)器中，因此可以獲得長泥齡和高污泥濃度，有利于生長緩慢的固氮菌和硝化菌增殖。生物反應(yīng)器一般由厭氧反應(yīng)器和好氧反應(yīng)器組成，膜組件置于好氧生物反應(yīng)器內(nèi)，通過膜對污染物的截留作用，使反應(yīng)器內(nèi)形成高濃度的生物種群，從而使污水中有機物進行代謝降解。膜腔內(nèi)在抽吸泵或高低位水頭差的作用下形成負壓，由于膜的空腔大小一定，水體中一定粒度以上的污泥以及大分子物質(zhì)被截留，水分子以及小分子物質(zhì)可以通過膜孔進入膜腔，隨后在抽吸泵作用下經(jīng)膜過濾出水，出水不含懸浮物。膜組件下方的曝氣系統(tǒng)對泥、水混合液進行曝氣，在提供微生物活動所需氧量的同時，產(chǎn)生的水汽合流還會對膜表面產(chǎn)生一定的水力沖刷作用，能夠有效抑制膜表面結(jié)垢和結(jié)泥，從而降低膜污染，確保穩(wěn)定運行。

3、工藝特點

       一體式MBR在污水處理工藝中是一個獨立的處理單元和主體設(shè)備，在污水處理工藝中可以代替常規(guī)的二級生物處理或深度處理系統(tǒng)的二次沉淀池、過濾等過程，與普通生物處理法相比具有很大的優(yōu)越性，具體表現(xiàn)在以下幾個方面：a、該工藝對污水中的有機污染物具有較高的去除效率，對大分子有機物、懸浮顆粒以及微生物有較好的去除效果，出水水質(zhì)好；b、由于污水中的微生物別膜組件很好的截留下來，保持了較高的活性污泥濃度和微生物種群密度，使該工藝的脫氮除磷效果大大提高；c、該工藝的剩余污泥產(chǎn)量少，降低了污泥處理的費用；d、該工藝利用膜的截留作用代替二沉池，能夠快速高效的完成固液分離作用，同時也節(jié)省了占地面積；e、該工藝實現(xiàn)了水力停留時間與污泥停留時間的分離，使運行穩(wěn)定性得到很大提高；f、該工藝流程簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小；g、該工藝膜生物反應(yīng)器中維持著較高濃度的MLSS，具有較高的抗沖擊負荷能力。

4、關(guān)鍵技術(shù)

       一體化MBR工藝的關(guān)鍵技術(shù)主要體現(xiàn)在選擇合適的膜組件及各生物處理單元的結(jié)合設(shè)計。不同材質(zhì)的膜組件，由于其材質(zhì)和孔徑的不同，在處理相同廢水的過程中表現(xiàn)出的分離特性、膜水通量、耐污染性、膜水通量衰減系數(shù)等都會有所不同。由于膜組件是一體化MBR工藝的核心部分，合理控制廢水對膜組件的污染至關(guān)重要。膜污染的主要危害表現(xiàn)在：a、膜通量下降，增加系統(tǒng)的能耗；b、當膜表面溶質(zhì)濃度達到其飽和濃度時，便會在膜表面形成沉積或凝膠層，增加了膜分離阻力；c、破壞膜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，膜表面凝膠層或濾餅層的形成會改變膜的分離特性。

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