膜生物反应器在废水处理中的优势

　　工业水处理膜生物反应器在废水处理中的优势李秀芬，傅学起，胡国臣南开大学环境科学与工程学院。天意30，71摘要在查阅大量国内外文献资料的基础上。论述了膜生物反应器与传统好氧生物处理方法相比所存在的优势，以期为好氧生物处理方法的改进提供有益参考。

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　　1.1围外研究现膜生物反应器*早用于酶制剂工业中。8妯等在1965年提出了用膜分离技术进行微生物浓缩，该技术现形成工业化生产规模。我尤锡酶制剂厂1984年开始使用技术制取糖化酶。

　　在唛水处理须域中的应用研允始尸20世纪60年代的美国，当时由于受膜生产技术所限，膜的使用寿命短水迎透量小，使其在投入实小应用中遇到障，代以日水根据木作旧土狭小也价高的特点对膜分离技术在废水处理中的应用进行了大力开发和研究，使膜生物反应器开始走向实际应用。80年代以后，国际上对膜生物反应器的研宄更是方未艾8.本建设省制定广1榀卿视阳大甩研究汁划其内容主要位括新型膜材料的汗发。策分离装置的研，等，法国美国澳火利亚等对聪生物反应器的研究也投入了很大力量。使膜生物反应器的研究内容更加全面而深入，为90年代的进步推广应用奠定了技术基础。现在膜生物反应器己成功地应用于水道污水处理类便污水处理垃圾渗滤液等废水处理中1.

　　1.2国内研究现状我国对膜生物反应器的研宄还刚刚起步。1990年吴开芬等人研究了用中空纤维超滤膜处理回用印钞厂擦板液的可行性；1993年上海华东化工学院研允了用膜生物反应器处理人工介成水和制药废水生物反应器工艺处理生活水进行中试研允12；1998年清华大学环境工程系刑传红对无机膜生物反应器处理生活污水进行了试验研究，效果较好13；1999年同济大学和大连理工大学的李红兵杨磊等人也先后对生活污水进行了试验，前者利用中空纤维微滤膜生物反应器处可斗活水荇是利用中空纤维超滤膜生物反应器处理生活污水另外大津大学利⑴脱小物反应器付水进行处理，渴望得到推广应用。

　　虽然近年来有关膜生物反应器试验研宄的报道频繁出现。1是。目前在我，关实，应叫尚未报逍，2膜生物反应器在废水处理中的优势2.I有利于生物反应器中徵生物浓度的提高传统的活性污泥法存在两个主要问，即活性污泥的沉降性和生化反应速率1.泥水分离是在沉池完成的，其分离率完全取决于活性污泥的沉降性，污泥沉降性越好，泥水分离率越高，而污泥的沉降性又依赖于曝气池的运行状况，所以要改善污泥沉降忭必须严格控制曝气池的操作条1这就大大限制了该处理方法的适用范围，另外，活性污泥法的剩余泥处置费用高。而这些问均。微生物活性有密切关系。

　　针对上述1.人们将分离工程的脱技术应用于废水生物处理，以膜组件证或代替沉池称为分离式膜生物反应器，提高泥水分离本几，留全部活性泥并通过回流使其返回生物反应器，大大提高了活性污泥即微生物的浓度，从而提了生化反应速率而这浓度在活性污泥法中是无法实现的。当污泥浓度很高时，开始影响细胞的代谢，越来越多的细胞转为内源呼吸，随着污泥龄的增加。泥产4逐渐1降，净污侃产姑趋，零7，基本解决了活性泥法的上述个问。

　　但这种分置式分离膜生物反应器存在个动力消耗大系统运行费用高的问，为了维持定的膜阻力很小，可以在高压下运行。空气或，2在膜腔内流动的过程中，在浓差推动力的作用下，向膜外的活性污泥扩散。在该系统中，由于，2停留在膜组件中，气体停留时间越长，分配到液相中的02比例越大。2的传质效宰越心又由于，2传质面枳定。

　　在传统曝气系统中影响气泡大小和停留时间的因素对其没影响。糸统供试更稳定选择不同的膜面积和气压，能满足生物反应器的各种需氧量；由于是无泡供氧，该曝气器可用于含挥发性有毒有机物或发泡剂的工业废水处理系统；另外，如果曝气池也可以在打1工况下运丁。膜曝气器的膜还有疏散02，即需氧量很大的系统，如膜生物反应器。

　　不过，同传统的曝气系统相比，膜曝气系统的基建费较高，又由于膜的阻力，使，2传质所需的动力增大。系统运行费用增加，这妃膜曝气系统的不足之处。

　　23可使某些专性细菌维持其原有活性废水酸碱度高盐浓度高或含打毒生物难降解有机物时。1为它们对微生物有毒丧作用。所以不宜用唆水与微斗物立接接触的方法处理需要进行预处1或稀释，特别足当废水含挥发性，物质，它在传统的好氧生物处理容易随气气流挥发，发生气提现象，处理效果很不稳定。93年英国1挪，利专性细菌降解特定有机物的能力首先采用了萃，胶生物反应器处理含3，4，苯胺的工业废水水乃停留时间之的情况下其去除率达到99，获得观想的处观效果。萃取胶生物反应器中，废水与活性污泥被膜隔离开来，废水在膜腔内流动。与进水槽和出水槽相连。而含打某种专忭细菌的活性污泥在膜外流动。废水微生物不直接接触4.

　　7尺通量，只有增大泵的工作压力以保证定的膜面流速。污泥叫流泵是造成系统运行费用高的主要原因，而且由于泵的回流产生的剪切应力可能影响微生物的催化活性，除采州移动泵低灰操作竹构门和定，显排泥等措施来消弱上述影响外4人们还对分离式膜生物反应器进行了改进。

　　成为体式结构2.在这个系统中，膜组件置于生物反应器十，膜，的错流是山纪气搅动产生的，曝气器设备在膜组件的正下方，混合液随气流向流动，江膜面产生剪切应力，在这种剪切应力个系统设备简单，只需个小吸压栗曝气器和个反应池即可。

　　膜组件进水1出水膜组件进水空气压缭机，本式膜生物反应器2.2可提高系统的传氧效率传统的曝气系统采用鼓泡供闱方尤，2传质交率较低。当生物反应器中祖53浓度较高时，无，满足微生物对02的需要，从而限制系统内微生杉曝气器，利用这种曝气器的生物反应器称为无泡I气膜生物反应器3，通过为微生物及时提哲足够的，2来提高微生物的活性。

　　+出水进水合物，具有选择透过性，能萃取废水中的挥发性有机物，这些污染物先膜中溶解扩散，以气态形式离开膜，后济解在膜外的混合液中，*终作为专性细菌的底物而被分解成，压0等无机小分子物质。

　　牛物反应器膜组件宇由于膜的疏水性，废水中的水及其他无机物均不能透过膜向活性污泥中扩散。

　　在该系统中，1厂脱组件和生物反应器各自独立，相互影响不大，所以操作管理灵活，处理效果稳定，如系统的水力停留时间是指废水在膜组件中的停留时间，与生物反应器容积无关，容易控制在不同范围，又如生物反应器中营养物质的组成不受废水7欠质的影响，可以对其优化，维持*大的污染物降解速率，2.4有利于生物反应器内硝化细菌的滞留生长膜的分离截留作⑴使生长缓慢的硝化细菌大量滞留在反应器内，使膜生物反应器对13具有很高的去除效果。李红兵等人的研究明，膜生物反应器具吖超过如，的，去除能力在进水乃1况常情况基本邡21几以4.较长的泥龄为硝化细菌的生长繁衍提供了条件，膜对细菌的拦截作用使硝化细菌在曝气池内积累，但膜的拦截作用本身对NH3N去除并无贡献。因NH3N在水中是以水和氨离子存在，属无机小分子，可自由穿过膜的微孔。另外，总氮去除也有较明显提高，在好氧活性沁泥过程中反硝化过程能够进汀的原凶足上好氧菌胶团的内部存在着厌氧环境，随着污泥浓度的把加，污泥可提供较多的厌试环境。有利反硝化过程的进行。

　　3结束语作为种新的废水生化处理技米在其应用之初，必然会受到多种因素的制约，当前在我国推广应用尚有定距离，这些因素包括膜材料的价格问膜污染问及膜组件的性能问等，欲使其得到实际应用，还需做大量的工作。

　　总之，膜生物反应器中的膜组件可以截留出水中的大部分活性污泥，提高生物反应器中的微生物浓度和容积负荷，也可用于为系统无泡供氧或用于消除给水中有毒污染物对微生物的抑制或毒害作用，为微生物的生长繁殖创造适宜场所。另外，有利于世代繁衍较慢的硝化细菌的生长，大大提高了系统的除氮效果，随养水资源的扮缺和水污染日益严重及膜科学的不断发展，凭借其独有优势，膜生物反应器的排广应用必将受到，收，我莫生物反应器的研究尚处于起罐段，沿1加快研究步伐。使膜生物反应器技术能在中水道污水回用等方面得到应用参考文献王宝贞。水污染控制工程坤。北京高等教育出版社1劣，17，2王湛。膜分离技术基础。北京化学工业出版社，2000.

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　　收稿日酬2，

(完)