MBR與城市污水資源化

更新時(shí)間：2008-08-28 11:46 來(lái)源：作者: 閱讀：1254

一、北京城市污水現(xiàn)狀

　　近幾年來(lái)，我國(guó)水體水質(zhì)總體上呈惡化趨勢(shì)。1980年全國(guó)污水排放量為310多億噸，而1997年為584億噸。1998年我國(guó)廢水排放量為600多億噸，其中工業(yè)廢水330多億噸，生活污水270多億噸。

　　對(duì)于北京來(lái)說(shuō)水問(wèn)題是一個(gè)很嚴(yán)重的問(wèn)題，北京不僅是一個(gè)嚴(yán)重缺水的城市，同時(shí)水污染和水資源的浪費(fèi)十分嚴(yán)重。水環(huán)境治理是未來(lái)7年內(nèi)北京環(huán)境治理的重要工作之一。近年來(lái)，北京市污水處理發(fā)展迅速，目前北京有高碑店、北小河、方莊和酒仙橋4個(gè)水處理廠，日處理能力為108萬(wàn)噸，服務(wù)人口為240萬(wàn)人。到2008年北京將建十余個(gè)國(guó)際級(jí)污水處理廠，污水處理量為280多萬(wàn)噸，處理率將達(dá)到90%，污水回用率將達(dá)到50%，進(jìn)入大小河流的污染物減少80%。

　　目前，北京的污水處理廠產(chǎn)生的大量達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的清潔水還沒(méi)有很好地加以利用。隨著十余座污水處理廠的相繼建成，每天將會(huì)有280多萬(wàn)噸的清潔水排出，這些清潔水若用膜技術(shù)及其相關(guān)技術(shù)進(jìn)行深度處理后，既可作為工業(yè)冷卻水，綠化用水和城市雜用水，可以極大地緩解城市用水的緊張狀況，同時(shí)還能使城市水資源得以充分利用。如果使用膜生物反應(yīng)器對(duì)這10多億噸的污水進(jìn)行處理，即使處理水回用率為60%，每年可以節(jié)約用水6億多噸。若以目前北京市平均水價(jià)2元/噸計(jì)，僅水資源一項(xiàng)每年可創(chuàng)造產(chǎn)值12億元。

二、MBR在城市污水處理中的應(yīng)用

　　目前生活污水的處理方法通常是生物瀑氣池法，也就是將生活污水進(jìn)行充氧使得生活污水中的有機(jī)物在微生物的作用下發(fā)生氧化分解從而降低生活污水中的BOD,COD的含量。由于微生物的生長(zhǎng)周期較長(zhǎng)，在正常情況下其濃度較低，同時(shí)降解產(chǎn)生的產(chǎn)物也不斷稀釋著微生物的濃度，因而污水處理的速度因此比較慢。由于處理過(guò)的水要不斷排放，在排放處理水的同時(shí)微生物也被隨之排放，進(jìn)而需要不斷補(bǔ)充微生物，這就使得生活污水處理所需要的空間大，費(fèi)用也高。

　　近年來(lái)，隨著膜生產(chǎn)技術(shù)的提高和生產(chǎn)成本的降低，膜技術(shù)在污水處理領(lǐng)域中的應(yīng)用，特別是與生物反應(yīng)器相組合的膜生物反應(yīng)器作為一種新型高效污水處理技術(shù)在國(guó)際上受到了廣泛關(guān)注。以超濾或微濾與傳統(tǒng)的活性污泥生化處理技術(shù)相結(jié)合而成的膜生物反應(yīng)器(MBR)，以膜分離過(guò)程取代重力沉降過(guò)程，不論固體顆粒的沉降性能如何，均可完成固液分離過(guò)程，并且可以避免因生物體流失而造成的系統(tǒng)失效。對(duì)生活廢水的處理，傳統(tǒng)的活性污泥法采用重力沉降，由于顆粒的不固定容易使活性細(xì)菌與生物體流失。超濾膜分離與活性污泥法相結(jié)合的膜生物反應(yīng)器處理有機(jī)含碳物，能使有機(jī)物深度氧化，并且排出物不含固體顆粒，能完全保留生物體，在低溫時(shí)亦能維持高處理能力。該復(fù)合過(guò)程還可通過(guò)維持低F/M比例減少污泥浪費(fèi)。反應(yīng)器能夠維持高含固濃度而使處理工廠規(guī)模縮小。還可采用同時(shí)硝化與反硝化作用成功地除氮，污泥保留時(shí)間相當(dāng)長(zhǎng)，從而完全保留體系中緩國(guó)慢生長(zhǎng)的硝化細(xì)菌。國(guó)外對(duì)膜生物反應(yīng)器的研究和應(yīng)用均較早，尤其是80年代末以來(lái)，膜生物反應(yīng)器不斷被應(yīng)用于實(shí)際污水處理。使用膜生物反應(yīng)器進(jìn)行生活污水處理是將水及生物降解的物質(zhì)分離出去，而將微生物留在污水處理池中。和其它水處理方法相比，使用膜生物反應(yīng)器進(jìn)行污水處理不僅可以大大節(jié)約水資源，還可以大大節(jié)約能源，節(jié)省設(shè)備和運(yùn)行費(fèi)用，減少設(shè)備占地，避免二次污染，有著很大的環(huán)境效益，社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

　　對(duì)于生活污水，使用膜生物反應(yīng)器進(jìn)行處理是一種特別有效的方法，它可以將水及生物降解的物質(zhì)分離出去，而將微生物留在污水處理池中。這樣可以保持微生物的含量處于一個(gè)最佳的濃度，反應(yīng)速度最快。即使污水中BOD,COD的含量高達(dá)10000mg/L, 也可以達(dá)到很好的處理效果。當(dāng)污水中BOD,COD的含量為1000 mg/L以上時(shí)，出水BOD,COD的含量?jī)H為10 mg/L左右，可以達(dá)到回用水的標(biāo)準(zhǔn)。使用膜生物反應(yīng)器進(jìn)行生活污水處理可以大大減少所需要的空間，也可以減少處理費(fèi)用，同時(shí)可以避免因?yàn)樘幚硭呐欧哦a(chǎn)生的二次污染。

三、用于MBR的膜材料、組件及MBR的形式

　　目前應(yīng)用于MBR的膜材料大多為親水性高分子材料。應(yīng)用較為成熟的有PAN,PVDF,PVC等。國(guó)外也有一些公司將無(wú)機(jī)膜應(yīng)用于膜生物反應(yīng)器。現(xiàn)在有很多科研單位在致力于改性聚烯烴膜用于MBR的研究，但是掌握這項(xiàng)技術(shù)的單位很少。
用于MBR的膜可以是微濾膜，也可以是超濾膜。膜組件的形式有中空纖維膜、粗管式中空膜、管式膜以及旋轉(zhuǎn)平膜等。對(duì)于不同的膜組件形式，被使用和研究較多的為中空纖維膜。但是目前許多研究表明，粗管式中空膜用于MBR也十分有效，尤為對(duì)于處理固體含量較高的污水。國(guó)外也有一些公司在MBR中使用平板膜。

　　MBR通常分為一體式和分體式。一體式MBR為許多人看好，其主要原因是設(shè)備簡(jiǎn)單，能耗小。但是一體式MBR的膜污染問(wèn)題一直難以解決，靠瀑氣池中空氣對(duì)膜的震動(dòng)來(lái)解決膜污染似乎有點(diǎn)理想化。在MBR的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，許多人發(fā)現(xiàn)分體式MBR操作簡(jiǎn)單，維修方便，產(chǎn)水量高，在某些情況下更為有效。

四、MBR在城市污水處理中的應(yīng)用及前景

　　據(jù)報(bào)道,在奧運(yùn)會(huì)期間將采用節(jié)水式生態(tài)廁所，使用膜生物反應(yīng)器技術(shù)可以成功地將廁所廢水處理達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)。目前國(guó)內(nèi)不少單位正致力于這方面的工作。北京蘭星迪克科技有限公司制造了用于廁所廢水處理回用的系統(tǒng)，并已經(jīng)成功地應(yīng)用，同時(shí)被一些研究單位用于其它廢水處理的研究。該公司獨(dú)特的粗管式中空膜經(jīng)一些研究單位實(shí)驗(yàn)，它使用于MBR具有一定的獨(dú)特性。其專利產(chǎn)品MBR膜組件對(duì)于控制膜污染也被證明十分有效。無(wú)疑，膜生物反應(yīng)器將在北京的水環(huán)境治理工程中發(fā)揮重要作用，為2008年北京奧運(yùn)會(huì)的成功舉辦作出貢獻(xiàn)。北京蘭星迪克科技有限公司制造的膜生物反應(yīng)器模型在第三屆"膜及水處理技術(shù)暨設(shè)備國(guó)際展覽會(huì)展出后，引起了國(guó)內(nèi)外參觀者的普遍關(guān)注，該設(shè)備可望在近期內(nèi)進(jìn)一步推廣。由于膜生物反應(yīng)器進(jìn)行生活污水處理所需要的空間很小，設(shè)備簡(jiǎn)單，很容易推廣到小區(qū)，醫(yī)院，學(xué)校，賓館，公共場(chǎng)所等。

　　膜生物反應(yīng)器工程實(shí)例：MBR應(yīng)用于北京市朝陽(yáng)區(qū)紅領(lǐng)巾公園公側(cè)改造

　　MBR：獨(dú)立供氣柱式膜生物反應(yīng)器

　　膜：圓柱式中空纖維超濾膜組件

　　膜面積：40m2

　　水處理量：5～10T/D

　　MBR水處理流程：