MBR工藝技術(shù)及其應用可行性分析

　　MBR工藝技術(shù)即膜生物反應器(membranebioreactor，MBR)技術(shù)始創(chuàng )于20世紀60年代末期，典型的MBR工藝是將傳統活性污泥處理工藝與膜分離工藝相結合，其中活性污泥處理用于污染組分的生物降解，膜分離用于截留微生物。由于有效膜孔徑可以達到0.1μm以下，MBR能夠產(chǎn)生遠優(yōu)于澄清過(guò)濾的高品質(zhì)出水，同時(shí)微生物的有效截留使得反應器內微生物量得以顯著(zhù)提高并因此而減小反應器容積、提高活性污泥工藝生物處理的效率。長(cháng)期以來(lái)，MBR工藝被普遍認為是一項能夠體現現代化科技水平的先進(jìn)技術(shù)，其在市政污水處理與再生回用領(lǐng)域和其他工業(yè)污水處理領(lǐng)域已得到廣泛應用，但在煤化工污水處理與回用方面領(lǐng)域的應用卻非常少。通過(guò)對MBR工藝技術(shù)特點(diǎn)與煤化工污水特點(diǎn)的比較研究，MBR處理工藝與煤化工污水有著(zhù)很好的適應性和優(yōu)越性，該工藝能夠高效地去除煤化工污水的主要污染物氨氮和COD，同時(shí)能夠產(chǎn)生高品質(zhì)可直接回用的再生水。MBR適用于煤化工污水處理與回用的主要優(yōu)點(diǎn)是：

　　(1)MBR的膜分離實(shí)現了生物反應池的微生物截留和濃縮，可以使生物反應池內生物濃度很高，理論上這一濃度可以無(wú)限高，但受能耗和膜污染風(fēng)險的控制一般會(huì )將生物濃度控制在合理水平。在市政污水處理領(lǐng)域MBR可在生物反應池污泥濃度12000mg/L良好運行，在工業(yè)污水處理領(lǐng)域也可達到8000mg/L，這與傳統活性污泥工藝通常2500～3500mg/L的污泥濃度相比提高了2～3倍，從而大大減小生物反應池容積、減小占地面積并提高污染物去除效率，因此MBR能夠較好地適應煤化工污水COD含量高的特點(diǎn);(2)MBR替代了傳統的二沉池，實(shí)現了污泥齡(SRT)與水力停留時(shí)間(HRT)的分離，這使得傳統活性污泥法中常常出現的污泥膨脹問(wèn)題得到有效抑制，生物反應池的運行控制更加靈活。同時(shí)，對二沉池的替代可進(jìn)一步減小占地面積;(3)膜分離及長(cháng)污泥齡使得煤化工污水中的大分子難降解成分在生物反應池內有足夠的停留時(shí)間，大大提高了難降解有機物的降解效率，同時(shí)這也有利于增殖緩慢的硝化細菌的截留、生長(cháng)和繁殖，使得硝化效率得以提高，與傳統活性污泥法脫氮工藝相比可以實(shí)現更好的脫氮效果，這使得MBR對于氨氮含量高、難降解的煤化工污水來(lái)說(shuō)是較好的選擇;(4)膜過(guò)濾使得MBR工藝比傳統活性污泥法抗沖擊負荷性能更好，產(chǎn)水質(zhì)量更高且穩定，MBR產(chǎn)品水SS和濁度幾近于零，可以直接回用，這適應于煤化工污水容易波動(dòng)和回用要求高的特點(diǎn);(5)較長(cháng)的污泥齡可以促進(jìn)污泥的好氧消化，污泥產(chǎn)率下降，因此MBR工藝剩余污泥產(chǎn)量較低，理論上可以實(shí)現污泥的零排放，在實(shí)際運行中排泥周期甚至可以長(cháng)達半年之久，因此MBR能夠更好地適應日益提高的污泥減量化要求;(6)MBR工藝流程簡(jiǎn)單、自動(dòng)化程度高，可以實(shí)現全自動(dòng)控制，其較高的自動(dòng)化程度更適合于現代化工企業(yè)運營(yíng)管理模式;(7)由于已有的煤化工污水處理工藝基本都采用活性污泥法，因此MBR工藝能夠更好地實(shí)現現有污水處理裝置的提標改造，并在不增加生物反應池池容的條件下顯著(zhù)提高污水處理能力。具體聯(lián)系污水寶或參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

　　和其他污水處理工藝一樣，MBR工藝也有其固有缺點(diǎn)：(1)較長(cháng)的污泥齡不利于生物除磷的實(shí)現，這對市政污水處理來(lái)說(shuō)是一個(gè)較大缺點(diǎn)，但對于煤化工污水，由于其污水特性本身磷含量極低，這個(gè)缺點(diǎn)基本可以忽略，但當污水中確實(shí)出現磷超標時(shí)需要額外配置化學(xué)除磷設施;(2)MBR工藝對原水水質(zhì)有較高要求，其固體顆粒含量、纖維物絲狀物含量、油含量等均需控制在一定范圍，對于煤化工污水其固體顆粒和纖維物絲狀物含量較低且主要來(lái)自于生活污水、初期雨水和地面沖洗水，通過(guò)設置超細格柵可以實(shí)現有效的膜前保護，煤化工污水含油量高，因此膜前預處理需要實(shí)現有效的除油，一般通過(guò)隔油和兩級氣浮工藝能夠達到要求的效果;(3)由于MBR工藝的有機污染物和氨氮去除主要依靠生物反應池來(lái)實(shí)現，對于某些極難處理的污染物或濃度極高的煤化工污水單獨的MBR工藝并不能達到回用目標，還需要組合其他水處理工藝(如O3/BAC工藝);(4)MBR工藝對于鹽分去除并不是一個(gè)有效的方法，對于含鹽污水來(lái)說(shuō)，需在其后設置脫鹽設施(如RO工藝)，但當MBR工藝使用超濾級膜組件時(shí)，則可能省去脫鹽設施前復雜的預處理工序，使得生化池出水能夠直接進(jìn)入脫鹽設施進(jìn)行脫鹽;(5)相比于傳統工藝，MBR能耗高、造價(jià)高、運行成本高，這是制約其應用的主要因素，但是MBR極大地減小了占地面積、節省了土建費用以及傳統工藝中復雜流程設備的購置費用，加上膜組件的國產(chǎn)化和逐漸降低的價(jià)格，其基建投資正在顯示綜合優(yōu)勢;(6)不可避免的膜污染和膜組件使用壽命也是制約其應用的重要因素。

　　綜合以上分析，MBR工藝與傳統處理工藝相比對煤化工污水的處理與回用具有較大優(yōu)勢。對于低含鹽易處理有機污水可以采用“預處理+MBR”工藝，對于高含鹽易處理有機污水可以采用“預處理+MBR+RO”工藝，對于低含鹽難降解有機污水可以采用“預處理+水解酸化或厭氧+MBR+O3/BAC”工藝，對于高含鹽難降解有機污水可以采用“預處理+水解酸化或厭氧+MBR+ACT+RO”工藝。