1、膜生物反应器的优点

       在微生物悬浮或附着生长的好氧或厌氧工艺中,可以使用微滤膜或超滤膜代替沉淀池,分离出水中的絮状菌和非絮状菌,该方法具有以下优点：

       ①无论污泥或者污泥指数处于何种状态,该方法都能达到很好的澄清效果。因为膜甚至可以阻止非絮状菌的通过,使出水中不含悬浮物(浊度<1NTU)。此外,当使用超滤膜时,出水相当于被全面消毒(能去除寄生虫卵、细菌、甚至是病毒等病原体)

       ②由于无需沉淀池,微生物浓度可提高至6~12g/L。在相同的FM负荷下,与传统活性污泥法比,曝气池容积可缩小至原来的1/5~1/3。

       ③无需沉淀池和使用更小容积的生物反应器,土建费用和占地面积将显著降低。

       ④可以通过水泵提供很高的能量,使悬浮生长的菌群絮体更细小。如此形成的剧烈混合,可以很好地解决絮凝体中底物与氧气的扩散问题,从而加速了净化速度,降低了污泥产量(特别是应用于某些工业废水的处理时)。

       ⑤膜能够确保某些大分子代谢产物被截留并被逐渐降解,最终出水COD要低于传统活性污泥法。

       该工艺的这些优点表明:增加的投资和能耗是值得的。例如,当排水标准很严格(自然环境非常敏感)或者出水需回收利用时。

2、膜生物反应器的主要形式

       膜生物反应器主要有两种形式：

       ①外置膜生物反应器（安装在曝气池外，见图1）；

图1 外置膜生物反应器

       ②浸没式膜生物反应器（安装在曝气池内，见图2）。

图2 浸没式膜生物反应器

3、外置膜生物反应器

       膜组件安装在膜架内。膜架可以并联或者串联安装。膜组件为管状或敞开式,膜材料可采用有机膜或者无机膜,一般为内压膜(过滤方向为由膜内至膜外)。由于污泥浓度高,不允许采用死端过滤模式,而选用错流过滤(详见第3章3.9节)。过滤的驱动力为膜内(进水侧)外(产水侧)压差。为控制膜表面的污堵,通常保持较高的流速(1~4m/s,压力为2~5bar)。每月需要进行2~4次化学清洗。

       滤速在80~130L/(m2·h)之间变化。强度极高的陶瓷膜对pH和温度具有较高的适应性,使得得利满开发的陶瓷膜反应器(MBR)非常适用于工业废水的处理。但是,错流过滤模式的高能耗(4~8kWh/m3)以及需对纤维物质进行彻底预处理的要求,使得这工艺并不适用于城市污水处理。

4、浸没式膜生物反应器

       膜组件直接放置于活性污泥中。这种膜为有机材料制成的中孔纤维膜或平板膜,被称为外压膜(过滤方向为由膜外至膜内)。过滤的驱动力为负压[图3(a)]或水压[图3(b)]。采用特殊的曝气系统进行自动清洗(反洗,停止过滤,见第15章1532.3节),以控制积累在膜表面的物质。部分曝气被微生物所消耗。当膜组件安装在一个专用池中时,必须设置从这个池体到曝气池的回流系统。当膜组件直接安装在曝气池中时,可根据工艺配置情况(沟渠,完全混合,推流情况)决定是否需要进行回流。

       此工艺的模块化设计特性,使其可以在现有的曝气池内放置膜组件以对现有污水处理厂进行改扩建(扩大处理量或提高水质)。

       滤速一般为15~30L/(m2·h)。运行压力较低,为2~5m水柱。化学清洗频率为每年2~3次,清洗时需停止过滤。