MBR膜生物反应器的运行管理（上）
慧聪水工业网在活性污泥法发展100多年来，一些新的工艺在随着科学技术的发展而在活性污泥法中得以应用。膜处理工艺作为新兴的材料科学在水处理行业中得到一些应用，在饮用水行业中的微滤，超滤，纳滤，反渗透等使用各种不同孔径的膜材料进行的净水过滤技术都已经实现的，也应用到了普通人的家里的净水装置上，在污水处理行业，随着对处理出水水质的不断提升严格标准下，膜技术也逐步开始在污水处理中得到应用，一些对水质要求较高的污水厂，采用了MBR（MembraneBioReactor）膜生物反应器来作为活性污泥处理工艺中的一部分，在一定程度上提升了污水处理的效果，但是也带来了一些运行管理的难题。公众号从这一期开始，和大家一起来讨论下MBR在污水厂的运行管理。
在讨论MBR的运行管理之前，我们先来简单了解下MBR究竟是什么。在很多技术领域中，广泛使用膜进行工业生产，进行物质之间的有效分离。膜是一种在一定的条件下（比如压力、浓度、电离作用等）使一些特定的物质通过具有通过能力的薄层，实现不同物质之间的分离、浓缩、提纯等，简单的说就是在特殊条件下才能实现特定过滤效果的薄膜。根据薄膜的渗透的孔径不同，可以分为微滤膜，超滤膜，纳滤膜，反渗透膜，渗析膜、电渗析膜等。与水处理相关的主要是前四种，这四种都是以压力差为动力的膜分离的过程，就是在膜两侧存在一定的压力差时，混合液的一部分溶剂和小于膜孔径的物质组分就会通过膜，而大于膜孔径的微粒，大分子，盐类，微生物等就会被膜截留下来。大面积应用在污水处理行业中的，主要是以微滤膜为主，各种膜之间的区别如下表：
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将这几种膜和水处理行业中的砂滤做对比如下图所示：
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不同的膜对水中各种物质的拦截能力不同，污水处理厂的出水对更细微的物质没有特殊要求，本身生活污水中的金属离子等的含量都比较少，一般很少用到后续的超滤、纳滤、反渗透膜作为生产用膜，主要应用的是以微滤膜为主。
在活性污泥法中，其中最重要的一环就是活性污泥的泥水分离，污水厂中通常使用的是二沉池作为泥水分离，将上清液和活性污泥在一个相对静止的构筑物内进行分离，上清液从构筑物上方流出，污泥通过污泥回流泵回流到生物池中。但是传统的二沉池在运行中存在污泥上浮、污泥泡沫，细碎污泥、污泥膨胀等各种因素的影响，导致二沉池出水中的悬浮物较高，后期必须增加深度处理单元的加药、沉淀、过滤来进行二沉池出水的再次净化，这也就是深度处理工艺的设置的原因。
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由于微滤膜的孔径相对较大，很多离子，包括一些小型的分子都是可以通过的，因此微滤膜不是作为污水处理的主体来应用的，而对于有机污染物，营养元素都是无法被微滤膜截留的，因此污水处理的主体处理工艺仍是活性污泥法。微滤膜仅是作为活性污泥法的一部分进行使用的，由于微滤膜的孔径在0.05~10μm之间，只有小于这个孔径的水及水中的物质才能通过，活性污泥絮凝体直径一般为0.02~0.2mm之间，因此活性污泥絮凝体是无法通过微滤膜的，因此微滤膜对活性污泥具有的良好的分离性能，利用这个特性，在活性污泥工艺中的应用就是进行活性污泥和水的高效分离，使用微滤膜取代了二沉池进行泥水分离，实现了更清洁的处理出水。采用微滤膜进行活性污泥的泥水分离以后，减少了原有的二沉池和深度处理单元，缩短了污水厂的工艺流程，减少了污水厂的占地面积等。
微滤膜的使用不能脱离活性污泥法，它只是替代了活性污泥法中的泥水分离的二沉池，是作为活性污泥法中的一个组件，同时由于微滤膜在使用中和活性污泥中的微生物接触，在生产过程中要考虑生物对膜的影响，也有使用膜作为硝化反硝化的工艺应用，所以在污水厂大量使用的微滤膜成为MBR，就是膜生物反应器，是一个独立的反应装置，作用等同于二沉池及后续的深度处理构筑物的固液分离作用，而污水中的有机物去除，营养元素的去除等还是依赖于活性污泥法这个工艺主体来进行的，所以所谓MBR一般不能单独称为一种工艺，只能是A２O＋MBR或者AO＋MBR，氧化沟＋MBR等，MBR不是单独的工艺称谓。
MBR膜组件有浸没式和分离式两种:
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通常的污水厂的MBR组件都为分离式的，就是在生物池外部建设一组MBR池，将MBR组件放入到MBR膜池中，这样运行管理更为方便，对MBR膜的观察，清洗，检修都更加适合。
MBR膜在经过多年的发展，已经出现了各种各样类型和结构的膜，这些膜从不同的方面对现有的MBR处理流程中的问题进行了应对性的处理，发展出各种不同类型的MBR膜，有平板膜，中空膜等等。在实际生产实践中，可以根据厂内的实际需求选择合理的MBR膜。
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关于MBR的原理性的分析和介绍，在这里就不展开进行说明了，对于污水厂的运维管理人员来说，对于任何工艺设施设备，更需要知道是如何保证它达到它的设计标准，帮助运行管理人员更好的保持污水处理工艺的运行，保持良好的出水水质。关于MBR膜本身的研究和深入的机理其实对运行人员并不是很重要，当然有兴趣的人员可以通过各种资料来深入的学习MBR膜的相关知识。下一期将围绕MBR膜的运行工艺流程展开讨论，欢迎持续关注并参与讨论。
