傳統(tǒng)的活性污泥工藝(Conventional Activated Sludge, CAS)廣泛地應(yīng)用于各種污水處理中。由于采用重力式沉淀方式作為固液分離手段，因此帶來(lái)了很多方面的問(wèn)題，如固液分離效率不高、處理裝置容積負(fù)荷低、占地面積大、出水水質(zhì)不穩(wěn)定、傳氧效率低、能耗高以及剩余污泥產(chǎn)量大等等。
傳統(tǒng)生物處理工藝處理后的水難以滿足越來(lái)越嚴(yán)格的污水排放標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展所帶來(lái)的水資源的日益短缺也迫切要求開(kāi)發(fā)合適的污水資源化技術(shù)，以緩解水資源的供需矛盾。在上述背景下，一種新型的水處理技術(shù)——（Membrane Bioreactor，MBR）應(yīng)運(yùn)而生。隨著膜分離技術(shù)和產(chǎn)品的不斷開(kāi)發(fā)，MBR也更具有實(shí)用價(jià)值，近年來(lái)許多都投入了大量資金用于開(kāi)發(fā)此項(xiàng)技術(shù)。
MBR概述
MBR是指將超、微濾膜分離技術(shù)與污水處理中的生物反應(yīng)器相結(jié)合而成的一種新的污水處理裝置。這種反應(yīng)器綜合了膜處理技術(shù)和生物處理技術(shù)帶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)。超、微濾膜組件作為泥水分離單元，可以完全取代二次沉淀池。超、微濾膜截留活性污泥混合液中微生物絮體和較大分子有機(jī)物，使之停留在反應(yīng)器內(nèi)，使反應(yīng)器內(nèi)獲得高生物濃度，并延長(zhǎng)有機(jī)固體停留時(shí)間，地提高了微生物對(duì)有機(jī)物的氧化率。同時(shí)，經(jīng)超、微濾膜處理后，出水質(zhì)量高，可以直接用于非飲用水回用。系統(tǒng)幾乎不排剩余污泥，且具有較高的抗沖擊能力。特別1989年Yamamoto將中空纖維膜應(yīng)用于活性污泥處理中，使工藝運(yùn)行成本大大降低，實(shí)際應(yīng)用前景廣闊。因此，MBR是當(dāng)今倍受國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者重視的一項(xiàng)高新水處理技術(shù)。
MBR種類
從整體構(gòu)造上來(lái)看，MBR是由膜組件和生物反應(yīng)器兩部分組成。根據(jù)這兩部分操作單元的組合方式，膜生物反應(yīng)器可分為分置式和一體式（浸沒(méi)式）兩種。分置式MBR是指膜組件與生物反應(yīng)器分開(kāi)設(shè)置，浸沒(méi)式MBR是指膜組件安置在生物反應(yīng)器內(nèi)部。
MBR工藝優(yōu)缺點(diǎn)
MBR工藝的主要特點(diǎn)如下：
1.出水水質(zhì)好
由于采用膜分離技術(shù)，不必設(shè)立、過(guò)濾等其它固液分離設(shè)備。的固液分離將污水中有懸浮物質(zhì)、膠體物質(zhì)、生物單元流失的微生物菌群與已凈化的水分開(kāi)，不需經(jīng)三級(jí)處理即直接可回用，具有較高的水質(zhì)安全性。
表1分置式及浸沒(méi)式MBR工藝比較表
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MBR 種類 |
壓力驅(qū)動(dòng) 形式 |
動(dòng)力 消耗 |
管道 要求 |
膜更換和 清洗情況 |
微生物 失活情況 |
設(shè)備占地 面積 |
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分置式 |
壓力泵加壓 |
大 |
需要 |
方便 |
有可能 |
大 |
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一體式 |
真空泵抽吸 |
小 |
不需要 |
不方便 |
不失活 |
小 |
2.占地面積小
膜生物反應(yīng)器生物處理單元內(nèi)微生物維持高濃度，使容積負(fù)荷大大提高，膜分離的性使處理單元水力停留時(shí)間大大縮短，占地面積減少。同時(shí)膜生物反應(yīng)器由于采用了膜組件，不需要沉淀池和專門(mén)的過(guò)濾車間，系統(tǒng)占地僅為傳統(tǒng)方法的60%。
3.節(jié)約能源
由于MBR的氧利用效率，和的間歇性運(yùn)行方式，大大減少了曝氣設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間和用電量，節(jié)省電耗。
與此同時(shí)，MBR工藝的主要缺點(diǎn)如下：
1.對(duì)NH3-N去除率不理想
由于MBR工藝的實(shí)質(zhì)仍為AO工藝，因此其生物處理能力也與AO工藝接近，從目前的進(jìn)水水質(zhì)來(lái)看，本工程的C/N比較低，因此AO工藝并不能將NH3-N去除至目標(biāo)水質(zhì)，而后續(xù)的納濾對(duì)BOD、SS及TP的截留效果較好，對(duì)NH3-N的去除率并不理想。
2.水通量較低
由于膜的截留能力較強(qiáng)，導(dǎo)致單位膜面積的水通量較低，因此MBR工藝較多應(yīng)用于水量較小的項(xiàng)目中，對(duì)于大規(guī)模污水項(xiàng)目，其膜組配備量較大，因此投資較高。
3.維護(hù)費(fèi)用較高
由于膜組件是耗材，一套膜組件的壽命約為2-3年，而更換一套其費(fèi)用相對(duì)較高，導(dǎo)致MBR的維護(hù)費(fèi)用較其他工藝更高。并且由于國(guó)內(nèi)污水內(nèi)所含雜質(zhì)較多，膜很容易被各種尖銳物質(zhì)（如沙粒、竹片等）所劃傷，其更換頻率較國(guó)外更高，導(dǎo)致運(yùn)行成本進(jìn)一步增加。
