7.7 膜生物反应器

7.7.1 膜生物反应器(MBR)是一种新型的污水生物处理系统，是传统生物处理技术与膜分离技术相结合的产物。MBR在我国已进入实用阶段，处理对象从生活污水已扩展到化工污水、制药污水、食品污水。从目前的情况看，MBR的投资与运行费用均高于常规生物处理方法，但MBR的出水能够达到中水回用的要求，这使得MBR有着广阔的应用前景。MBR常用的有机膜材料主要有聚砜(PS)、聚醚砜(PES)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等。实践证明，孔径分布均匀，非对称、耐污染和易清洗的PE、PS膜经过改性而具有稳定的亲水性，而亲水性的膜组件抗污染能力远远超出疏水性的膜组件。由于PVDF等膜材料的pH耐受范围可以为1～13，抗氧化能力突出，可以经受苛刻的氧化清洗，同时耐绝大多数化学溶剂，在含油污水回用处理时，可选用聚偏氟乙烯(PVDF)材质。
7.7.2 膜池与生物反应池分开设置有利于防止膜组件污染。为了检修方便规定了最少的膜池间数不宜少于2间。
7.7.3 膜通量是膜生物反应器设计的关键，由于膜生物反应器是近几年才开始采用，运行经验不多，只能通过同类型污水回用试验确定。考虑反冲洗和膜断丝等多种影响因素，留有一定的余量是合适的。
7.7.4 目前应用于膜生物反应器技术的膜组件主要有中空纤维膜和管式膜两种，微滤膜和超滤膜均可应用于膜生物反应器，一般膜的孔径在0.1μm～0.4μm。优选孔径分布窄，单皮层非对称膜，耐污染和易清洗。
    淹没式膜生物反应器多采用中空纤维膜组件，由膜丝两端抽吸出水，中空纤维膜的特点是装填密度高、造价低、耐压性好，缺点是易堵塞、阻力损失大。在实际应用中大多使用的是外压式，这是因为内压式反应器流道较小，容易被污泥颗粒堵塞。
    分置式膜生物反应器多采用管式膜组件，截留分子量(MW-COs)一般在2万～30万。截留分子量越大，初始膜通量越大，但长期运行膜通量未必大。MWCOs越大，膜表面越容易出现浓差极化现象，通量衰减幅度越大，化学清洗恢复率越低，清洗周期越短，出水COD值越高，所以，在满足膜生物反应器水处理量的前提下，不宜选择MWCOs太大的膜组件。
    管式膜组件具有流体力学条件好、不易堵塞、容易清洗和对料液预处理要求低等特点，非常适合用于污水处理和回用处理，缺点是造价高。
7.7.5 本条给出了膜生物反应器的一些设计参数，在确定膜生物反应器的设计参数时，还应参照膜生产厂商提供的技术说明书，膜通量、水力停留时间、有机负荷等，并宜选择厂商提供参数的较小值。