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节能与环保・

膜生物反应技术与制浆造纸废水处理

李静　高玉杰　任继春

天津科技大学　

(

天津　

300222)

摘　要 　膜生物反应器

( MBR)

是近年来发展起来的一种新型废水处理工艺。介绍了膜生物反应器在废水

处理中的应用优势

并初步阐述了其在难降解造纸废水中的处理效果

关键词 　膜生物反应器废水废水处理活性污泥法

　　膜生物反应器

( MBR)

是由膜分离技术与生物反

应器相结合的生物化学反应系统

是以酶、

微生物或动

植物细胞为催化剂进行化学反应或生物转化

同时凭

借超滤分离膜不断分离出反应产物并截留催化剂而进

行连续反应的装置。用于水处理的

MB R

是一种新型

水处理技术。它是把传统的活性污泥法和膜分离技术

组合在一起而形成的污水处理工艺

[ 1 ]

。膜生物反应器

通常是由膜组件、

泵和生物反应器三部分组成的。

　膜生物反应器

( MBR)

的发展简史及运行工艺

膜生物反应器最先用于酶制剂工业

其在废水领

域的应用研究开始于

世纪

年代的美国

,70

年代

后日本对膜分离技术进行了大力开发和研究

使

MB R

开始走向应用

,80

年代后

国际上对

MB R

的研究更加

全面和深入

这也为

年代的进一步推广应用奠定了

技术基础。现在

MB R

已成功地应用于水道污水处

理、

粪便污水处理、

垃圾渗漏液等水处理中

[ 2 ,3 ]

。

目前

人们对于

MB R

在废水处理的应用集中于

以下三个方面

[ 4 ]

一是用来分离好氧或厌氧反应器混

合液

;

二是实现生物反应器中的无泡曝气

;

三是用来提

取工业废水中的有机污染物。上述三种方式运行机理

见图

。

1 . 1

　分离膜生物反应器混合液

图

MBR

处理废水机理示意图

膜生物反应器取代传统的二沉池进行固液分离是

目前该反应器应用最普遍的一种形式。由于膜具有高

截留率并将浓缩液回流到生物反应器内

使生物反应

器内具有很高的微生物浓度和很长的污泥停留时间

因

收稿日期

:2003 - 05 - 15

而

MB R

具有很高的出水水质。分离膜生物反应器既

可以在好氧状态下操作

也可以在厌氧状态下操作。

1 . 2

　生物反应器内进行无泡曝气

使用

MB R ,

如中空纤维管进行无泡曝气

曝气池

氧的利用率可接近

100 %

。其原因是反应器内气体分

压控制在小于泡点

从而使氧气不能进入大气

而被充

分利用。另外

由于反应器内巨大的膜表面为氧的传

质以及生物膜的增长创造了非常有利的条件

从而使

这种曝气器效率非常高。这些纤维通常垂直于管形组
件中

气体从一端通入

另一端则封口

纤维束在反应

器中呈流态化运动

不易被堵塞。

1 . 3

　污染物提取用膜生物反应器

用作提取用的

MB R

内的纤维束硅管有选择性地

将工业废水中的有毒污染物传到生物相中

从而使这

些污染物被微生物吸附降解

由此就形成了混合液与

废水溶液的浓度差

并促使污染物不断从废水中透过

生物膜而进入生物反应器内。

　膜生物反应器的优点

2 . 1

　分离效率高

[ 1 ]

超滤膜的孔径一般在

0 . 1

左右

在一定的操作

压力下可以让水和低分子溶解物质通过它

实现混合

液的泥、

水分离

而不用体积庞大的二沉池

使得污水

处理器结构紧凑、

占地面积小

同时这种膜分离几乎是

一种强制的机械拦截作用

优于传统二沉池的自由重

力沉降

不会因为污泥膨胀现象而导致出水超标或恶

化。

2 . 2

　有利于生物反应器中微生物浓度提高

以活性污泥法为代表的传统好氧生物废水处理工

艺由于采用重力沉淀池作为水处理和微生物的固液分
离手段

曝气池内的活性污泥难以维持到较高浓度

生

化反应速率受到限制

致使处理装置容积负荷低

;

而

MB R

反应器采用膜组件代替活性污泥法中的沉淀池

膜组件对大分子物质的截留作用

使反应器几乎截留

了全部活性污泥

并通过回流使其返回生物反应器

反

应器中出现溶解微生物产物的积累

从而大大提高了

活性污泥即微生物的浓度

提高了生化反应速率。同

时高活性污泥浓度的

MB R

系统对进水波动的抗冲击

　2003 年　第 4 期　　　　　　　　　　

《黑　龙　江　造　纸》　　　　　　　　　　　　　　　　　　