張穎，任南琪，陳志強(qiáng)
(哈爾濱工業(yè)大學(xué)市政環(huán)境工程學(xué)院，黑龍江哈爾濱150090)

　　中圖分類號(hào)：X703
　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：D
　　文章編號(hào)：1000-4602(2002)02-0091-02

　　 膜技術(shù)在日本的發(fā)展始于19世紀(jì)，而膜法水處理技術(shù)直至20世紀(jì)末才真正取得成果。如今反滲透、納濾、超濾、微濾已廣泛應(yīng)用于不同水處理領(lǐng)域。?
　　單純的膜分離技術(shù)，由于高能耗以及需要復(fù)雜的膜分離設(shè)備，在廢水處理中并沒得到廣泛的應(yīng)用。一種新型的生活污水和工業(yè)廢水處理方法——膜生物反應(yīng)器(M%mbrane Bioreactor)是由膜分離組件及傳統(tǒng)的生物反應(yīng)器組成的處理系統(tǒng)，由于它的高質(zhì)量出水、反應(yīng)器內(nèi)能維 持高效活性污泥以及較高的硝化效率，越來越受到廣泛重視。尤其是浸沒式膜生物反應(yīng)器(Submerged Membrane Bioreactor)將膜組件直接置于曝氣池中，與分置式膜生物反應(yīng)器相比，能節(jié)省占地、降低運(yùn)行費(fèi)用，目前在日本主要用于處理人糞尿和小區(qū)生活污水^［1］。?

1 MBR技術(shù)現(xiàn)狀

1.1 膜孔徑的選擇
　　 活性污泥中顆粒污泥的分布見圖1。?

　　曝氣池中活性污泥是由聚集的微生物顆粒構(gòu)成，其中一部分污染物被微生物分解或粘附在微生物絮體和膠質(zhì)狀的有機(jī)物質(zhì)表面。盡管顆粒的直徑取決于污泥的濃度、混合狀態(tài)以及 溫度條件，但仍有一定的分布規(guī)律^［2］。普通顆粒直徑在接近10μm處有個(gè)高峰，而一般小顆粒的直徑＞0.2μm。Masaru Uehara認(rèn)為應(yīng)用MBR處理污水在選擇膜孔徑時(shí)，應(yīng)考慮到活性污泥的狀態(tài)與水通量，通常選擇0.1～0.4μm孔徑的膜^［2］。
1.2 膜表面親、疏水性的選擇
　　目前幾乎所有的膜技術(shù)都依賴于有機(jī)高分子化合物，應(yīng)用于MBR的膜材料不僅要有良好的成膜性、熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性，同時(shí)最好為親水性的膜，以提高水通量和抗污染能力，常用的方法是進(jìn)行膜材料改性或膜表面改性^［3］。目前在日本，一些有機(jī)膜材料如聚乙烯、聚砜都經(jīng)改性而具有穩(wěn)定的親水性，日本Mitsubishi Rayon公司的研究證實(shí)，中空纖維膜組件應(yīng)用于污水處理時(shí)，親水性的膜組件抗污染能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出疏水性的膜組件。?
1.3 抽吸過濾的壓力選擇
　　MBR出水采用抽吸過濾的壓力是一個(gè)關(guān)鍵性的技術(shù)指標(biāo)，壓力過高會(huì)導(dǎo)致膜破裂，壓力過低則出水通量達(dá)不到要求。T.Yahashi通過試驗(yàn)證實(shí)最好使壓力＜0.1MPa［2］，在這種壓力下膜不會(huì)受到損傷，同時(shí)能有效減緩由于壓力過濾而導(dǎo)致污染物層加厚帶來的膜清洗困難。
1.4 膜組件的設(shè)計(jì)
　　MBR中膜組件的設(shè)計(jì)宗旨是考慮如何使膜抗堵塞，從而維持較長(zhǎng)的使用壽命。現(xiàn)在日本采用最多的形式是以中空纖維膜制成膜塊和膜堆，整齊排列并浸沒在污水中和集水管相連，通過抽吸作用出水^［4］。這種形式可以有效地防止膜內(nèi)部的阻塞，具有代表性的組件形式如圖2。?

1.5 MBR內(nèi)MLSS的濃度
　　MBR最主要的特征之一就是可以在高污泥濃度條件下運(yùn)行，Masaru推薦的污泥濃度在10000～20000mg/L之間，過量的高濃度活性污泥能延長(zhǎng)污泥泥齡，非常有利于污水處理系統(tǒng)中硝化細(xì)菌的生長(zhǎng)。?
1.6 MBR膜在線清洗的操作要點(diǎn)
　　為了維持穩(wěn)定的膜通量，防止膜堵塞，清洗是必不可少的環(huán)節(jié)。同時(shí)為使MBR系統(tǒng)正常運(yùn)行，清洗操作最好在線進(jìn)行。在清洗操作過程中，目前常用的三種方式是曝氣氣泡的沖刷方式、壓力反沖洗方式和在線藥洗方式。膜阻塞來自于污染物在膜表面的沉積，而污染物的去除不是一次可以完成的。由于污染是連續(xù)不斷的動(dòng)態(tài)過程，所以清洗過程應(yīng)是周期性的。
　　采用曝氣沖刷時(shí)應(yīng)注意能耗問題，壓力反沖及在線藥洗目前在日本均可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作。

2　MBR的實(shí)際應(yīng)用效果

　　MBR的實(shí)際應(yīng)用效果見表1。?

表1　MBR處理前、后的水質(zhì)對(duì)比　　　mg/L 應(yīng)用領(lǐng)域 進(jìn)水BOD₅ 進(jìn)水SS 出水BOD₅ 出水SS? 海產(chǎn)品加工廠 2000 50 20 1 面條加工廠 700 150 5 1 豆腐加工廠 1540 273 1 0.6 豬肉加工廠 18000 12000 14 1 雞蛋加工廠 2500 1550 10 2 鋼鐵加工廠 5500 930 30 30 糞便廢水 5300 700 2.6 　

3　結(jié)語

　　MBR在日本應(yīng)用的領(lǐng)域較寬，工業(yè)化、自動(dòng)化程度都很高，技術(shù)發(fā)展較快，可以說有很多經(jīng)驗(yàn)還是值得借鑒的。

參考文獻(xiàn)：

　　［1］? Makoto Marutani,Takaharu Nishida.Wastewater reuse system using MF and RO units［ A］.China-Japan international symposium on membrane hybrid system applied to wat er treatment proceedings［C］.Tianjin:NanKai University,1999,48-60.
　　［2］Masaru Uehara.Membrane bioreactor for wastewater treatme nt［A］.China-Japan international symposium on membrane hybrid system applied to water treatm ent proceedings ［C］.Tianjin：NanKai University,1999,164-171.
　　［3］Wada H.The technique of water recycle［M］.Tokyo Chijinn Shokan Co .Ltd,1998.
［4］蒲野紋平.膜を利用した生物處理法の現(xiàn)狀と方向［J］.水處理技術(shù)，1990,31(4)：183-188.?

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　　收稿日期：2001-09-13