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生物膜污水处理工艺MBR技术

    MBR为膜生物反应器的简称是一种将膜分离技术与生物技术有机结合的新型水处理技术，它利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物截留住，省掉二沉池。膜-生物反应器工艺通过膜的分离技术大大强化了生物反应器的功能，使活性污泥浓度大大提高，其水力停留时间(HRT)和污泥停留时间(SRT)可以分别控制。
膜生物反应器因其有效的截留作用，可保留世代周期较长的微生物，可实现对污水深度净化，同时硝化菌在系统内能充分繁殖，其硝化效果明显，对深度除磷脱氮提供可能。

    我国对膜生物反应器污水处理技术的研究较晚，但发展迅速，近年来，MBR工艺已有实际应用实例，并保持着良好的发展势头。2002年，膜生物反应器的研发又被列为“863”重大科技项目，推进膜生物反应器在污水处理及回用中的应用。刘锐等在研究膜生物反应器与传统活性污泥工艺进行比较后发现，在运行条件一致的情况下，膜生物反应器有更强的去除能力。陈卫文等研究膜生物反应器对各分子质量区间内有机物的去除规律发现，物理截留作用可完全截留粒径>0.22pm的有机物，而活性污泥的降解作用以及膜表面滤饼层和凝胶层的共同作用可去除大部分0.224m以下的有机物在研究一体式膜生物反应器处理小区生活污水的中试实验中发现，通过增设泥水回流和缺氧区可将氨氮去除率从60%提高到95%以上。生活污水的实验中发现，在进水COD为1250-13500mg/L时，去除率可高达94.1%一-95.6%，BOD5的去除率可达98%以上。同时，国内的学者也开始研究膜生物反应器中运行参数的数学模型，主要为最佳水力停留时间、最佳排泥时间以及最佳反冲洗周期，并通过实验得到验证。

    3MBR工艺与传统污水处理工艺的比较在传统的污水生物处理技术中，泥水分离是在二沉池中靠重力作用完成的，其分离效率依赖于活性污泥的沉降性能，沉降性越好，泥水分离效率越高。而污泥的沉降性取决于曝气池的运行状况，改善污泥沉降性必须严格控制曝气池的操作条件，这限制了该方法的适用范围。由于二沉池固液分离的要求，曝气池的污泥不能维持较高浓度，一般在15~3.5g/L左右，从而限制了生化反应速率。水力停留时间(HRT)与污泥龄(SRT)相互依赖，提高容积负荷与降低污泥负荷往往形成矛盾。系统在运行过程中还产生了大量的剩余污泥，其处置费用占污水处理厂运行费用的25%~40%。传统活性污泥处理系统还容易出现污泥膨胀现象，出水中含有悬浮固体，出水水质恶化。MBR工艺(图2)通过将分离工程中的膜分离技术与传统废水生物处理技术有机结合，不仅省去了二沉池的建设，而且大大提高了固液分离效率，并且由于曝气池中活性污泥浓度的增大和污泥中特效菌(特别是优势菌群)的出现，提高了生化反应速率。同时，通过降低F/M比减少剩余污泥产生量(甚至为零)，从而基本解决了传统活性污泥法存在的许多突出问题。

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