MBR膜组件安装图片

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多年来，国内外许多学者成功的使用MBR系统处理了很多实际废水。沈树宝等使用仿用膜生物反应器处理高浓度有机农药废水，当进水CODcr为650mg/L时，出水CODcr为100mg/L，达到了国家污水综合排放一级标准（GB8978-1998），CODcr去除率为80%以上，出水浊度小于10度，CN-小于0.5mg/L。仿生膜稳定膜通量为115.2L/（m2・h），高于一般无机膜的膜通量，且不需清洗，运行费用低[12]。冯久鸿采用MBR-BAF工艺处理采油污水，采油污水中污染物质、油、BOD5、氨氮去除率能够达到约90%；膜生物反应器中COD容积负荷达到1.97/kg（m3・d）时，MBR-BAF系统COD平均去除率仍保持在70%以上[13]。孙振龙等用一体式平片膜生物反应器处理抗生素废水，膜的截留作用使反应器活性污泥的质量浓度达15g/L，CODcr去除率达到86%[14]。N.P.Dan等用酵母菌膜生物反应器处理高盐度废水，在NaCl质量浓度为32g/L的高盐条件下，系统对COD为5000mg/L的高浓度废水中COD、BOD的去除率分别达到76%和85%[15]。荷兰从2000年1月开始，在Beverwijk污水处理厂将MBR技术大规模运用于城市污水处理的研究，第一阶段截止到2001年12月，处理水量为10m3/h；第二阶段截止到2003年12月，处理水量为750m3/h；目前第二阶段的研究工作已经成功完成，预期在2006年1月之前能够处理能力为2500-10000m3/h的大规模MBR城市污水处理厂投入运行[2]。
膜污染及其对策
膜污染成因
膜污染一般是指污水中的污染物（包括微粒、胶体粒子或溶质大分子）与膜表面存在物理化学或机械作用而引起的膜面上的沉淀与积累，以及膜孔内吸附造成的孔径变小或堵塞，使膜的透水阻力增加，妨碍了膜表面上的溶解与扩散，从而导致膜通量与分离特性的不可逆变化现象，广义的膜污染还包括由于浓差极化导致凝胶层形成的可逆变化现象[16]。
至今，膜污染的机理仍在进一步的研究中。剪切力导致污泥颗粒破碎（如污泥颗粒大小从95-200mm变为6-10mm），同时也刺激了胞外物（Extra-cellular polymeric substance，EPS）的释放，这导致了水力阻力的增加，因此，污泥混合悬浮液中的胶体和可溶性物质是膜生物反应器膜污染的主要影响因素。但与上述结论相反，L.Defrance等认为悬浮物、胶体和可溶性物质占膜污染的比例分别是65%、30%和5%，也就是说，悬浮物和胶体是膜污染的主要影响因素[17]。T.Carroll和N.A.Booker认为中空纤维膜污染机理和速率与中空纤维膜丝的长度和直径有关，如膜丝的轴向特征在膜污染的初始阶段是关键影响因素，因此，他们调查了中空纤维膜丝长度对膜污染的影响，并建立了一个简单的模型[18]。
膜污染控制对策
对膜污染的控制方法总的来说可分为污染前防治及污染后处理两大类，具体如下[19]：
（1）选择热稳定、强度、化学稳定性、耐污染性能、产水性能均好且使用寿命长、孔径适度（一般比要分离的污染物小一个数量级）的膜材料，另外还需考虑膜造价等经济性评价指标来确定。膜组件安装时应合理确定膜组件和曝气池墙体之间的距离、膜组件和空气扩散管之间的距离以及膜组件和反应器液面、空气扩散器和曝气池底之间的距离，以保证在一定曝气量下获得较高的液体上升速率，减少污泥层在膜表面的沉积，减缓膜污染。
（2）通过投加活性炭等方法来改善MLSS的可滤性，控制反应器中MLSS的浓度在适当水平，即可获得高的生物量，又可改善过滤效果，防治膜污染。
操作条件方面，保持低水通量过滤，合理的间歇操作模式及曝气强度[一般气水比为（40 ：1）-（100 ：1）]，可使膜污染速率降低，膜表面沉积污泥脱落速度加快，膜表面的紊动度增加，从而防止膜污染，延长清洗周期。
（4）膜清洗是对污染后膜处理的常规方法，通常包括：空气反吹冲洗、水反冲洗、空曝气清洗、化字清洗以及近来研究较多的超声波清洗。清洗需定期进行，为了操作方便应尽其所有量采用在线清洗的方式，水反冲、空气反冲或超声波清洗等均应采用自动控制方式：必要时还可进行化学清洗，此时应根据不同的污染物类型选和合适的清洗剂；因化学清洗要停止运行，而且比较繁琐，所以应尽量减少化学清洗的次数。
我国是一个贫水国家，但同时也是全球最大的发展中国家，一项技术能否在我国广泛运用，其经济可行性是必须考虑的一个因素。膜生物法作为一个颇具发展前景的污水处理技术，在我国至今没有被大规模运用的主要原因就在于与传统法相比，其经济可行性低，运行及管理费用高，同时这也是限制许多水处理新技术推广应用的一个主要障碍。若想克服这一个障碍，一方面要依赖我国经济的不断发展，另一方面，要积极开发新的高效廉价的膜材料。
实际应用的膜材料分为有机和无机两大类，有机膜易污染、堵塞，只能在低温、低压下操作。20世纪90年代研制出的耐高温、耐高压、孔径易控制的无机膜已得到广泛重视，发展迅锰。近年来的研究表明，仿生膜能很好地解决传统膜许多难以克服的缺点，如果能实现工业化生产，必将大大促进MBR的广泛应用。环境工程作为一门边缘学科，必须要有微生物、化学、材料等相关学科的支持才能获得长足的发展。而在我国，学科之间的合作还开展得远远不够，