MBR膜系统在渗滤液处理中的设计与应用

MBR膜系统在渗滤液处理中的设计与应用

徐泸军

广东雅迪环保设备有限公司 广东东莞 523000

摘要：随着我国对生态环境重视程度的提升，污水处理成为生态环境工程中的热点话题。保证出水水质稳定达标，是现阶段各污水处理厂的重点研究方向。应用MBR膜系统工艺进行污水渗滤液处理，能够一定程度上提高污水出水质量，实现对废水的有效处理。本文将以MBR膜系统为主要研究对象，重点分析MBR膜系统在渗滤液处理中的设计与应用。

关键词：MBR膜系统；渗滤液处理；污水处理

引言

生活垃圾渗滤液作为垃圾处理中的二次污染产物，其主要因垃圾在堆放与填埋处理过程中的压实、发酵等作用而产生的有机液体，由于渗滤液成分的复杂性和对环境的危害性，已经成为现阶段垃圾处理的难点问题。根据我国污水处理标准中对渗滤液出水指标的严格要求，需采用先进的渗滤液处理技术，方能满足生态环境工程中要求的排放标准。现阶段我国广泛使用MBR膜系统对渗滤液进行处理，也已取得较为理想的处理效果。

1 MBR膜系统

1.1概述

MBR又称膜生物反应器，主要是由膜分离单元与生物处理单元结合构成的新型污水处理系统。该技术与常规活性污泥处理工艺相比，更具优势，有出水质量高、占地面积小、多余污泥产出少等优点。其利用自身的膜组件取代了传统的生物处理构造，能够保证污水处理中较高的活性污泥浓度，可一定程度上提高生物处理的有机负荷，利用膜分离设备可截留水中的活性污泥与有机物，实现高精度的过滤效果。

1.2特点

MBR膜的主要应用特点为：（1）高效的固液分离性。相比传统的废水处理工艺，其对于固液分离的效果更胜于沉淀池，利用MBR膜技术进行水处理过程中可发现出水悬浮物和浊度接近于零，水质达到直接回用标准，不仅可解决污水问题，还能实现污水的资源化利用。（2）膜的高效截留作用。该技术对渗透液的处理中，可充分利用生物反应器的处理优势，实现大分子微生物的完全截留，且具有较好的灵活操控性。（3）小占地面积。应用MBR膜进行污水处理，能够替代传统污水处理设施建设及多项处理工艺的应用，可降低污水处理场地的占用，一定程度上减少处理费用。（4）硝化作用。通过对反应器进行适当的设计调整，能够实现对硝化细菌的截留繁殖，实现对废水的脱氨除磷。（5）高降解效率。对于泥龄较长的难降解的有机物，MBR膜系统亦能显示出其自身优势，完成高效的降解作用。（6）低污泥排放性。MBR膜系统反应器可在高容积负荷、低污泥负荷、长泥龄下运行，形成剩余污泥产量极低的效果。

2 MBR膜系统在渗透液处理中的设计

2.1膜组件设计

该设计要点为：（1）膜丝材质选择。材质选择作为整个工艺系统的基础，具有较为关键的作用，材料的选择决定着膜的寿命和使用性能。国内常用的膜丝材料为有机膜和无机膜，因不同材料利弊各异，可根据实际情况进行选择。两者的价格区别上有机膜成本价格更具优势，但从使用寿命上无机膜的使用寿命更长，性能上亦存在一定差异，无机膜更耐腐蚀、耐侵蚀、耐高温、耐强酸强碱，但有机膜的工艺成为成熟。（2） 膜丝性能选择。一般要从化学强度及机械性能两方面进行考量。膜丝的化学强度良好表示其能清洗的化学物质的种类更多，抗氧化性、抗侵蚀性更高；机械性能主要是指能承受的外力冲击，直接关系到膜丝的断裂程度与断裂伸长率。（3）膜丝孔径选择。MBR膜系统常见的膜孔径有超滤膜和微滤膜。两者具有不同的膜孔径，但在实际应用中使用效果无明显差别，现阶段我国对于MBR膜的膜孔径标准暂无统一要求。（4）形式设计要点。作为浸入式MBR系统膜主要有中空纤维膜和平板膜。其中中空纤维膜又分为帘式、束式和柱状等；平板膜分为板式和直式，实际应用中中空纤维膜应用较多。鉴于各种膜的不同优劣势，可依据不同场合选择膜类型。（5）构造设计要点。常见的膜系统构造有水系统、布气系统、清洗系统等。在实际污水处理可通过优化构造设计的方法，减轻或避免渗滤液处理中出现的污泥拥堵问题，国内的污水处理厂常将MBR膜系统设计为模块化构造，便于进行整体管理与操控，保证良好的处理性能。

2.2膜系统参数设计

该设计主要包括膜通量、水温设计、膜池污泥浓度与固体符合、停留时间等。（1）膜通量。该参数与MBR膜系统的出水稳定性有很大关系，膜通量的大小决定着膜层透水性的衰减速率，具体的膜通量要依照生态环境工程的实际规模选定。对膜通量进行理论分析，该参数可概括为膜上能流通的水流量，其关系到整个膜系统的性能，其中涉及四个概念性参数，一是平均膜通量，可作为理想状态模式下的膜上流通量；二是平均瞬时膜通量，是实际渗透液处理中的通量；三是最大瞬时膜通量，该参数会影响到流通的水量峰值及清洗膜组件所用的时间；四是临界瞬时膜通量，其与化学清洗周期成反比关系，且作为MBR膜系统应用中较为重要的检验标准，要求渗透液处理中产生的所有膜通量均需以临界瞬间通膜量为参照标准。水温亦是影响膜通量的因素之一，可发现一定范围内，膜通量随着水温的升高而增大，因此在渗透液处理大多会制造恒温的反应温度。MBR膜系统的固液分离效果由膜池污泥浓度与固体负荷决定，其中污泥浓度大小与固体负荷存在直接关系，且影响膜系统的膜通量，过大易发生堵塞，过小则会造成膜池规模的浪费，增加处理成本，因此要做好污泥浓度参数设计，为MBR膜系统提供适宜的固体负荷条件。

2.3系统布置设计

MBR膜系统的布置设计中，为便于渗透液的操作处理，通常会采用分组处理办法。从技术角度出发，膜系统设计中不建议连接过多的膜组件，过多的组件将会影响膜系统的进水，或可造成抽吸出水不均的情况，影响渗透液处理质量；而从经济方面看，膜系统规模布置过大，则需要配备更多的抽吸泵，布设的管道及相应组件数量也要增加，而造成检测仪及各管道长度上的压缩，更会增加处理成本。因此膜系统设计要综合经济和技术角度综合考量。针对膜系统的回流方式，主要有前提升系统和后提升系统，设计者可根据膜水位差、膜系统的分组出水水质、膜组件等要素进行综合考虑，选择适宜的回流方式。

3 MBR膜系统在渗透液处理中的应用

结合MBR膜系统组合方式，其可分为分置式、一体式、复合式等基本类型。其中分置式结构生物反应器与过滤膜处于分离状态，需利用一定的压力将反应器中渗透液形成压力过膜过滤，进而达到污水处理的效果。一体式的膜组件与生物反应器呈一体化构造，其技术原理主要是利用生物反应器内的活性污泥对污水进行处理，也利用泵的压力进行过滤出水，该组合方式能够省去混合液循环系统的处理环节，有效地降低能耗与处理占地面积。复合式与一体式结构相似，但具有一定的特殊性，其需在生物反应器内添加某些特殊填充物，进而形成相关处理特性，实现对污水更好的净化效果。根据MBR膜系统的技术原理，将该技术应用于实际污水渗透液处理中，能够取得较好的处理效果，虽然上存在能耗高、抗冲击符合力弱等缺陷，但鉴于其实际应用价值，现阶段应当加强对MBR膜系统的开发与研究，提升技术水平，尝试优化结构系统来降低能耗，并尝试对膜稳定性及抗污染力的研究，便于将其应用到更多污水处理领域中。

结束语：

MBR膜系统能够有效地整合膜处理与生物处理两项污水技术优点，借助自身的超、微滤膜组件材料实现泥水的分离，完全取代二次沉淀池的效用，并该技术的诸多特点被广泛用于市政废水、工业废水、生活污水处理中，能够保证出水水质的稳定性，且该技术无需进行后续的水体沉淀操作，一定程度上降低了污水处理的成本，具有较高的应用推广价值。

参考文献：

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