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一體化膜生物反應器是北京城鎮污水資源化利用首選技術

來源：慧聰網 信息發布：中國水工業網 發布時間：2008-7-24 瀏覽次數：次更多

　　據慧聰網水工業行業頻道2008年7月23日訊隨著污水資源化工程的深入和對回用水水質和水量要求的不斷提高，傳統中水處理工藝在技術層面上的缺陷也日益明顯。如出水水質不合格，運行不穩定，管理復雜，運行費用高以及占地面積大等問題，都影響了其在污水資源化領域的應用。
　　膜處理技術是利用膜的高效分離性能，去除水體中的顆粒物、大分子有機物、細菌乃至小分子和鹽類等污染物，從而達到凈化水質效果的新型處理技術。根據膜的過濾孔徑和分離效果，可將膜處理技術分為微濾、超濾和反滲透等幾種。
　　(1)微濾/超濾＋消毒工藝。該工藝主要采用微濾或超濾膜分離技術，膜孔徑為0.1～0.5gm，二級出水通過膜分離，可以去除全部懸浮物（SS），但對小分子有機物如氨氮等無效。同時該工藝投資運行費用較高，膜沖洗頻繁，出水水質還難以達到中水標準。不宜規模化采用。
　　(2)連續微濾CMF＋R0。該工藝采用了連續微濾CMF+RO的雙膜系統，連續微濾（CMF）解決了微濾膜組件的清洗和連續運行操作問題，但不能實質性提高水質，其污染物的去除依靠RO系統。該工藝可以去除大部分有機和無機污染物，對總氮和磷也有較好的去除效果，能夠達到很高的水質要求。但該工藝投資和運行費用過高，不適用于大規模采用。
　　(3)浸沒式一體化膜生物反應器（Submerge Membrane Bio-Reactor，簡稱SMBR）＋消毒工藝。浸沒式一體化膜生物反應器（SMBR）是一種將生物處理技術和膜分離技術相結合的高效污水處理系統。SMBR通過膜組件實現固液分離，提高了生物反應器中活性污泥濃度和處理效率，可以實現較高的回用水質標準。SMBR不僅可以以二沉池出水作為原水，對其進行深度處理，還可以直接以城市污水為原水，處理后直接達到中水回用標準。
　　通過以上國內外各種廢水資源化技術的分析表明：“浸沒式一體化膜生物反應器（SMBR）”技術，將生物處理技術與膜分離技術高效結合，為實現城市污水大規模直接資源化提供了新的技術保障。
　　SMBR技術在資源化領域的應用分析
　　1969年，美國的Smith等人首次提出了把活性污泥法和超濾工藝結合處理城市污水的方法，證明膜分離技術與普通活性污泥法相結合可以顯著提高系統的處理效率。
　　1989年，日本政府聯合一些大公司共同資助，進行了為期6年的“90年代水復興計劃”科研項目，研究重點集中在SMBR的處理效果與運行穩定性方面，這大大促進了膜生物反應器的開發，使膜生物反應器開始走向實際應用。
　　同年日本學者Yamamoto等將膜組件直接置入反應器內，通過泵的抽吸，得到過濾液，這樣一體化膜生物反應器誕生。在我國，科技部在“八五”、“九五”、“十五”連續15年將膜生物反應器的研制列入科技攻關計劃。在膜的選擇、處理效率、抗污染以及反應器的優化設計、降低能耗等方面進行了深入的研究和開發。2000年開始步入規模化推廣應用。目前，在北京市SMBR工程累計達50個，總處理量達1.5萬t/d，年節約水資源182.5萬t，在解決北京水資源缺乏難題中顯示出巨大的生命力。
　　SMBR技術的特點
　　實際工程應用表明，SMBR技術具有以下顯著優點：
　　(1)出水水質優良。SMBR由于將生物處理與膜分離技術有機結合，在具有傳統膜分離功能(如去除有機大分子、細菌等)的同時，還可通過其獨特的生物功能有效去除進水中的BOD和NH4-N等污染物，特別是NH4-N的去除率可達90%以上，可以實現較高的回用水質標準。
　　(2)系統抗沖擊力強，運行更穩定。SMBR采用外壓式中空纖維膜處理組件，是一種耐沖擊負荷的處理工藝，進水水質的波動不會影響出水水質。
　　(3)控制智能化，管理操作簡單。SMBR技術，省去了繁瑣的預處理過程，顯著減少了控制環節，使系統控制實現智能化，使運行管理簡化。
　　(4)占地面積省。SMBR技術由于水力停留時間減少和緊湊的設備化設計，系統占地面積較傳統工藝可節省20～40%。
　　(5)運行成本低。SMBR技術不需要任何前處理，不需要向系統中投加任何化學藥劑，不需要傳統工藝過程中的多次輸送和反沖洗，因此在運行能耗和管理費用上也顯著低于傳統污水二級處理＋深度處理的工藝模式。
　　(6)二次污染較少。SMBR可實現污泥齡與水力停留時間的徹底分離，污泥齡較長，從而顯著減少了系統剩余污泥的產量，在減少二次污染的同時，大大降低污泥處置費用。
　　(7)模塊化設計。易于實現整體規劃、分步投資、逐量運行。使實際工程應用具有更好的靈活性，減少投資浪費。
　　SMBR技術的經濟分析
　　(1)建設投資。SMBR工程投資可分為2個層次：①較小規模的SMBR工程（日處理量小于500m），其設備化比較強，從設計、土建、設備安裝到調試正常運行，通常每立方米水投資規模約在2000元。②對于有一定規模的污水處理廠（日處理量超過1萬立方米），其投資將會更省，一般每立方米水1800元左右。
　　(2)運行費用。運行費用包括能耗、人工、藥劑以及維修等費用。SMBR的運行費用每立方米水約在0.5～0.7元之間，其中每立方米水電耗約為0.5kw·h。
　　(3)折舊與日常維護。SUR聚乙烯中空纖維膜的壽命在5年左右，而PVDF材質的中空纖維膜壽命在8年左右，因此其折舊費用一般也只不過是每立方米水0.4～0.5元，而且隨著SMBR的普遍推廣，膜的價格在不斷下降，近3年來，膜的降價幅度平均約在20%。
　　結論
　　一體化膜生物反應器技術的成功開發和應用，使大規模的城市污水由處理達標排放轉變為資源化利用，提供了一個技術經濟可行的途徑。

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