MBR在污水处理与回用工艺中的应用
李亮 张志鹏 印显东
摘要：MBR技术是用活性污泥法结合膜分离技术同步作用达到污水处理的工艺类型，是水资源这种不可再生资源得以回收利用的一种核心技术，其在环境保护日趋严格的状态下不断发展。本文主要探讨MBR技术在污水处理与回用工艺中的应用。
关键词：MBR；污水处理；回用工艺；应用
中图分类号：X703.1 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2018）07-0059-01
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.07.032
Application of MBR in wastewater treatment and reuse process
Li Liang，Zhang Zhipeng，Yin Xiandong
（Chongqing Teck Environmental Protection Technology Co.， Ltd.， Chongqing 401121， China）
Abstract ： MBR technology is a process technology that uses activated sludge and membrane separation technology to achieve wastewater treatment simultaneously. It is a core technology for the recycling of water resources， which is a non-renewable resource. Development， this article mainly discusses the application of MBR technology in sewage treatment and reuse.
Key words： MBR； Wastewater treatment； Recycling process； Application
水资源作为一种不可再生的资源，如何有效地对其进行回收利用，是一个非常重要的问题。污水处理就是实现水资源再生利用的一种专业技术，在众多的污水处理方法中，MBR技术是利用率较高的一种处理方式，其又被称为膜生物反应器。在这种处理技术中，可应用的膜的类型有多种分类，分别具有不同的作用原理，只有选择合适类型的膜，才能满足相应的污水处理要求。
1 MBR处理技术概述
1.1 MBR的结构
MBR作为一种不同环节协同作用的技术类型，其是由几部分不同的结构组合而成的，分别为膜组件、生物反應器以及泵结构。在这三部分结构中，不同的结构分别在污水处理过程中起到不同的作用。在整体结构的运行中，污水处理是靠三个环节的结构按照一定的秩序共同运行发挥作用而实现的。各个结构在污水处理中的具体作用如下：生物反应器主要承担污水的分离、处理的核心环节，在这个环节中，生物反应器主要依靠其中不同类型的膜结构对水资源中的污染物通过过滤作用完成分离和净化处理[1]。在应用这一结构时，相关的技术人员应当注意，要根据不同污染物的自身性质以及不同膜结构与之产生作用的原理来选用膜结构。常用的膜结构类型有曝气膜、萃取膜等。而膜组件实际上是进行完初步的污水处理后实施二次水停留和沉淀的结构，其主要作用是在膜组件中完成污水中的固体和液体的分离过程。而泵结构，是完成污水处理中水输送的动力结构。在MBR的组合类型中，可以分别以膜组件在污水处理系统中的所在位置将其进行分类。其中，一体式的MBR是指膜组件结构被放置在生物反应器的内部，与生物反应器组合成为一个整体来发挥作用；而分置式的MBR则是将膜组件与生物反应器作为两个独立的结构分离放置的。
1.2 MBR的特征分析
首先，利用MBR实施污水处理，净化后的水资源水质优良。主要是由于这种污水处理方式主要是依靠膜的作用实现污水处理，由于膜结构的自身性质，其应用于污水处理时的高效性特征明显[2]。因此，对水资源的净化程度也相对较高，经检测发现，利用此方法进行处理的污水水质，在回用时可以列入市政杂用水的范畴。
其次，自身结构简单，不受环境条件的限制。利用生物反应器（MBR）进行污水处理，处理过程中反应器内的微生物含量能够时刻保持在高浓度的水平上，装置的容积负荷能力也比较强，这使得其具有占地面积小的优势。污水处理的全过程只需要三部分简单的结构，工作原理相对简单，操作方便易行，不容易受到空间或环境条件的限制[3]。另外，这种简单的组合型结构，还有利于技术人员通过一定的自动化技术进一步提高其应用效率。
第三，污泥产生量小。在传统的污水处理工艺中，必然会产生一定量的污泥，成为污水处理的残留污染物。因此，还需要一定的成本费用完成污泥处理的工作。但在利用生物膜反应器后，可将剩余污泥的产生量降到最低，基本不对外部环境造成二次污染，也不会产生相应的处理费用。
2 MBR在污水处理与回用中的应用
2.1 分置式的膜生物反应器的应用
这种膜生物反应器的应用起始时间较早，最早开始于20世纪80年代，主要应用的领域为石油化工行业中的污水处理。最初的分离式膜生物反应器，其研制和应用的原理是生物的好氧和厌氧性质。随着研究水平和相关技术能力的提升，专业人员对反应器的运动性质、膜通量等指标的了解和控制更加全面，并且分析研究得出了影响膜通量的主要因素。但这种形式的MBR，由于其反应器和膜组件是独立的两个运行个体，虽然在污水处理的工作中由于相互干扰产生问题的几率较小，但其发挥作用时，需要较大的动力能量来源，才能使加压泵发挥出促进压力升高的作用，从而进一步激发膜结构表面的快速错流现象，减少对膜的污染。在高压和高速错流的要求下，污水处理过程必然会需要很大的动力消耗。利用这种方式进行污水处理，其能耗达到了2～10kWh/t，较之传统的污水处理能耗，超出其将近20倍之多。属于能耗较大的一种类型的生物膜反应器。
2.2 一体式膜生物反应器的应用
所谓的一体式膜生物反应器，实际上就是指污水处理的膜组件结构与反应器结构作为一个整体发挥作用。这种反应器的应用最初出现在日本，其应用领域主要在于生活污水的处理。这种两者结合同步发生作用的反应器模式有利于提高污水处理的效率和质量，同时，由于结合应用的优势，可在大规模的污水处理和回用工作中进行使用。这类膜生物反应器的最新研究结果来源于欧洲国家。其在污水处理中的应用流程是，在重力作用下或者通过水泵的人工抽吸作用产生负压力，作为出水的动力，在抽吸泵的选用上，这类反应器通常采用真空式的抽吸泵[4]。在动力消耗上远远低于分置式结构的反应器，能耗具体数值仅占分置式的十分之一左右。这种反应器结构还可完全利用自然界的重力作用完成出水流程，这就使得出水环节的成本费用节约下来。但由于这类反应器的膜组件与反应器的联合应用，膜结构再次污染的速度较快，在连续作业的情况下，会对膜结构造成较重的污染，不利于后期的清洁再利用，且膜组件的拆卸程序也相对比较复杂，在应用便捷性上有所欠缺。
3 MBR的应用领域简介
目前，MBR结构在污水处理领域的应用越来越广泛，主要的应用领域有生活污水的处理、工业领域污水的处理以及高浓度污染的污水处理。其中，生活污水虽然污染程度相对较低，但其污水处理的总量较大，利用生物膜反应器结构，有利于促进其应用成本的节约。
其次，对于工业领域的污水处理，其污染源和产生途径不同，利用反应器进行处理时的注意事项也有所区别。以白酒的废水处理为例，由于白酒的酿造和勾兑过程需要遵循一定的化学原理，且其酿造过程实际上是细菌发酵作用產生的结果。因此，在白酒的废水处理过程中，要想使MBR发挥出其作用，就需要对细菌的好氧和厌氧情况有一个全面的掌握，以便在污水处理流程中，按照相关的化学原理完成污水处理过程。
4 污水处理中应用MBR的注意事项
由于污水处理工作本身就具有一定的规模性，且不同的水污染类型，其实际处理过程中的原理和方法也具有一定的差异。因此，在开展大规模的污水处理工作之前，需要对污水样本进行取样，然后在实验室中模拟污水处理的全过程，并观察污水处理的效果，对处理后的水质中的相关指标进行检测。这不仅有利于处理技术人员对整个污水处理流程有一个全面的了解，还有利于避免污水处理过程中出现严重的问题，可确保污水处理工作顺利开展。
5 结束语
总之，MBR技术是一种基于膜结构的污水处理方式，根据膜结构的不同类型以及膜组件的位置，污水处理的整体结构有不同的组合形式，且不同的生物膜反应器具有各自的优势和不足。因此，在实际应用中，技术人员和污水处理单位应当结合水污染的污染源类型，选择适合的处理方法，并严格按照规范的污水处理操作流程开展污水处理工作，力求使MBR结构在污水处理与回用过程中的优势得到充分体现。
参考文献
[1]林丰，张林生.一体式MBR处理城镇污水的研究[J].电力环境保护，2006，22（2）：37-39.
[2]单学敏，孙咏红，田妍.膜生物反应器在废水处理中的应用[J].辽宁化工，2004，33（6）：356-359.
[3]邹联沛，王宝贞，范延臻.SRT对膜生物反应器出水水质的影响[J].中国给水排水，2000，16（7）：16-18.
[4]黄霞等.膜生物反应器废水处理工艺的研究进展[J].环境科学研究，2011，11（1）：40-44.
收稿日期：2018-04-25
作者简介：李亮（1979-），男，本科，研究方向为污水处理。
摘要：MBR技术是用活性污泥法结合膜分离技术同步作用达到污水处理的工艺类型，是水资源这种不可再生资源得以回收利用的一种核心技术，其在环境保护日趋严格的状态下不断发展。本文主要探讨MBR技术在污水处理与回用工艺中的应用。
关键词：MBR；污水处理；回用工艺；应用
中图分类号：X703.1 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2018）07-0059-01
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.07.032
Application of MBR in wastewater treatment and reuse process
Li Liang，Zhang Zhipeng，Yin Xiandong
（Chongqing Teck Environmental Protection Technology Co.， Ltd.， Chongqing 401121， China）
Abstract ： MBR technology is a process technology that uses activated sludge and membrane separation technology to achieve wastewater treatment simultaneously. It is a core technology for the recycling of water resources， which is a non-renewable resource. Development， this article mainly discusses the application of MBR technology in sewage treatment and reuse.
Key words： MBR； Wastewater treatment； Recycling process； Application
水资源作为一种不可再生的资源，如何有效地对其进行回收利用，是一个非常重要的问题。污水处理就是实现水资源再生利用的一种专业技术，在众多的污水处理方法中，MBR技术是利用率较高的一种处理方式，其又被称为膜生物反应器。在这种处理技术中，可应用的膜的类型有多种分类，分别具有不同的作用原理，只有选择合适类型的膜，才能满足相应的污水处理要求。
1 MBR处理技术概述
1.1 MBR的结构
MBR作为一种不同环节协同作用的技术类型，其是由几部分不同的结构组合而成的，分别为膜组件、生物反應器以及泵结构。在这三部分结构中，不同的结构分别在污水处理过程中起到不同的作用。在整体结构的运行中，污水处理是靠三个环节的结构按照一定的秩序共同运行发挥作用而实现的。各个结构在污水处理中的具体作用如下：生物反应器主要承担污水的分离、处理的核心环节，在这个环节中，生物反应器主要依靠其中不同类型的膜结构对水资源中的污染物通过过滤作用完成分离和净化处理[1]。在应用这一结构时，相关的技术人员应当注意，要根据不同污染物的自身性质以及不同膜结构与之产生作用的原理来选用膜结构。常用的膜结构类型有曝气膜、萃取膜等。而膜组件实际上是进行完初步的污水处理后实施二次水停留和沉淀的结构，其主要作用是在膜组件中完成污水中的固体和液体的分离过程。而泵结构，是完成污水处理中水输送的动力结构。在MBR的组合类型中，可以分别以膜组件在污水处理系统中的所在位置将其进行分类。其中，一体式的MBR是指膜组件结构被放置在生物反应器的内部，与生物反应器组合成为一个整体来发挥作用；而分置式的MBR则是将膜组件与生物反应器作为两个独立的结构分离放置的。
1.2 MBR的特征分析
首先，利用MBR实施污水处理，净化后的水资源水质优良。主要是由于这种污水处理方式主要是依靠膜的作用实现污水处理，由于膜结构的自身性质，其应用于污水处理时的高效性特征明显[2]。因此，对水资源的净化程度也相对较高，经检测发现，利用此方法进行处理的污水水质，在回用时可以列入市政杂用水的范畴。
其次，自身结构简单，不受环境条件的限制。利用生物反应器（MBR）进行污水处理，处理过程中反应器内的微生物含量能够时刻保持在高浓度的水平上，装置的容积负荷能力也比较强，这使得其具有占地面积小的优势。污水处理的全过程只需要三部分简单的结构，工作原理相对简单，操作方便易行，不容易受到空间或环境条件的限制[3]。另外，这种简单的组合型结构，还有利于技术人员通过一定的自动化技术进一步提高其应用效率。
第三，污泥产生量小。在传统的污水处理工艺中，必然会产生一定量的污泥，成为污水处理的残留污染物。因此，还需要一定的成本费用完成污泥处理的工作。但在利用生物膜反应器后，可将剩余污泥的产生量降到最低，基本不对外部环境造成二次污染，也不会产生相应的处理费用。
2 MBR在污水处理与回用中的应用
2.1 分置式的膜生物反应器的应用
这种膜生物反应器的应用起始时间较早，最早开始于20世纪80年代，主要应用的领域为石油化工行业中的污水处理。最初的分离式膜生物反应器，其研制和应用的原理是生物的好氧和厌氧性质。随着研究水平和相关技术能力的提升，专业人员对反应器的运动性质、膜通量等指标的了解和控制更加全面，并且分析研究得出了影响膜通量的主要因素。但这种形式的MBR，由于其反应器和膜组件是独立的两个运行个体，虽然在污水处理的工作中由于相互干扰产生问题的几率较小，但其发挥作用时，需要较大的动力能量来源，才能使加压泵发挥出促进压力升高的作用，从而进一步激发膜结构表面的快速错流现象，减少对膜的污染。在高压和高速错流的要求下，污水处理过程必然会需要很大的动力消耗。利用这种方式进行污水处理，其能耗达到了2～10kWh/t，较之传统的污水处理能耗，超出其将近20倍之多。属于能耗较大的一种类型的生物膜反应器。
2.2 一体式膜生物反应器的应用
所谓的一体式膜生物反应器，实际上就是指污水处理的膜组件结构与反应器结构作为一个整体发挥作用。这种反应器的应用最初出现在日本，其应用领域主要在于生活污水的处理。这种两者结合同步发生作用的反应器模式有利于提高污水处理的效率和质量，同时，由于结合应用的优势，可在大规模的污水处理和回用工作中进行使用。这类膜生物反应器的最新研究结果来源于欧洲国家。其在污水处理中的应用流程是，在重力作用下或者通过水泵的人工抽吸作用产生负压力，作为出水的动力，在抽吸泵的选用上，这类反应器通常采用真空式的抽吸泵[4]。在动力消耗上远远低于分置式结构的反应器，能耗具体数值仅占分置式的十分之一左右。这种反应器结构还可完全利用自然界的重力作用完成出水流程，这就使得出水环节的成本费用节约下来。但由于这类反应器的膜组件与反应器的联合应用，膜结构再次污染的速度较快，在连续作业的情况下，会对膜结构造成较重的污染，不利于后期的清洁再利用，且膜组件的拆卸程序也相对比较复杂，在应用便捷性上有所欠缺。
3 MBR的应用领域简介
目前，MBR结构在污水处理领域的应用越来越广泛，主要的应用领域有生活污水的处理、工业领域污水的处理以及高浓度污染的污水处理。其中，生活污水虽然污染程度相对较低，但其污水处理的总量较大，利用生物膜反应器结构，有利于促进其应用成本的节约。
其次，对于工业领域的污水处理，其污染源和产生途径不同，利用反应器进行处理时的注意事项也有所区别。以白酒的废水处理为例，由于白酒的酿造和勾兑过程需要遵循一定的化学原理，且其酿造过程实际上是细菌发酵作用產生的结果。因此，在白酒的废水处理过程中，要想使MBR发挥出其作用，就需要对细菌的好氧和厌氧情况有一个全面的掌握，以便在污水处理流程中，按照相关的化学原理完成污水处理过程。
4 污水处理中应用MBR的注意事项
由于污水处理工作本身就具有一定的规模性，且不同的水污染类型，其实际处理过程中的原理和方法也具有一定的差异。因此，在开展大规模的污水处理工作之前，需要对污水样本进行取样，然后在实验室中模拟污水处理的全过程，并观察污水处理的效果，对处理后的水质中的相关指标进行检测。这不仅有利于处理技术人员对整个污水处理流程有一个全面的了解，还有利于避免污水处理过程中出现严重的问题，可确保污水处理工作顺利开展。
5 结束语
总之，MBR技术是一种基于膜结构的污水处理方式，根据膜结构的不同类型以及膜组件的位置，污水处理的整体结构有不同的组合形式，且不同的生物膜反应器具有各自的优势和不足。因此，在实际应用中，技术人员和污水处理单位应当结合水污染的污染源类型，选择适合的处理方法，并严格按照规范的污水处理操作流程开展污水处理工作，力求使MBR结构在污水处理与回用过程中的优势得到充分体现。
参考文献
[1]林丰，张林生.一体式MBR处理城镇污水的研究[J].电力环境保护，2006，22（2）：37-39.
[2]单学敏，孙咏红，田妍.膜生物反应器在废水处理中的应用[J].辽宁化工，2004，33（6）：356-359.
[3]邹联沛，王宝贞，范延臻.SRT对膜生物反应器出水水质的影响[J].中国给水排水，2000，16（7）：16-18.
[4]黄霞等.膜生物反应器废水处理工艺的研究进展[J].环境科学研究，2011，11（1）：40-44.
收稿日期：2018-04-25
作者简介：李亮（1979-），男，本科，研究方向为污水处理。
