中水處理工藝介紹及在新農村建設中的應用

時間：2008-06-16 來源： 作者：李向軍

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摘　　要：膜-生物反應器（membrane bioreactor ,MBR）為膜分離技術與生物處理技術有機結合之新型態廢水處理系統。本文結合一體化膜生物反應器MBR的工藝原理,對MBR中水處理的工藝流程及特點進行了介紹,經對MBR工藝處理后的出水水質分析,指出該工藝應用于住宅小區和新農村建設的中水處理是比較合適的,值得推廣。

Abstract：

關 鍵 字：膜生物反應器;中水;生活廢水;新農村建設

    水是人類生存和發展寶貴資源，水資源的合理利用和保護，是全世界面臨的共同話題. 我國水資源更是短缺，目前現狀：

1）我國淡水資源總量占全球水量的6％，居世界第四位

2）人均水資源量2200m³，僅為世界人均水平的1/4

3）全國600 多座城市中，400多座城市缺水，其中有100多個城市嚴重缺水

4）北京人均水資源量不足300m³，是國內人均的1/8

5）污水回用率僅為發達國家的25％

6）衛生潔具的耗水量高出30％以上

隨著可用水資源越來越少, 水污染日益嚴重，“節水減排”勢在必行,國家提倡的中水回用充分設計體現了節水和減排，包括北京在內的幾個省市也早已將中水回用政策列為建筑設計的強制條文。房地產業迅猛發展，新農村建設如火如荼，但在實施中如何采取行之有效、合理低耗的中水處理方案達到節省投資和環保的目的成為建設方和政府所關注的問題。

一、何為“中水”回用

中水一詞來源于日本，20世紀80年代中，日本的污水再生后回用，樓內采用雙管供水系統，再生水系統稱為“中水道”。中水水源可選擇的種類和選取順序為：沐浴排水、盥洗排水、空調循環冷卻水、冷凝水、洗衣排水、泳池排污水、廚房排水和廁所排水等。前三個中水水源通常稱為優質雜排水，應優先選用。廁所排水以外的生活排水的組合，通常稱為雜排水。

    由圖一可知：住宅沖廁采用中水，節水率可達20％以上；辦公樓、教學樓采用中水，節水率可達60％。

二、中水處理工藝介紹及MBR工藝的優勢

一般來說，根據對中水（優質雜排水或是化糞池后上清液）原水水質分析，為保證中水處理段出水水質，其水處理工藝一般都采用生化處理與物化處理相結合，生化處理降解有機物，物化處理將水與雜質進行分離。

常見生化法有接觸氧化法、生物濾池法、膜生物反應器法（MBR）等。接觸氧化法、生物濾池法耐沖擊負荷、降解有機物質等能力差，且占地大，管理不方便。而且后續處理操作復雜，運行成本高，不易進行程控化管理（PLC），殺菌全靠消毒工序完成，當投藥不均勻或是投藥系統出現故障時不符合要求的水將進入使用系統，待發現更改時，用戶已經受到不合格水的侵害。

膜分離生物反應器的分類方法有很多。按照膜組件的放置方式可分為分體式（分置式）和一體式（浸沒式）膜生物反應器（Submerged Membrane Bioreactor）；按照生物反應器是否需氧可分為好氧和厭氧膜生物反應器。分體式生物反應器把生物反應器與膜組件分開放置，生物反應器的混合液經泵增壓后進入膜組件，在壓力作用下混合液中的液體透過膜得到系統出水，活性污泥則被截留，并隨濃縮液回流到生物反應器內。一體式系統則直接將膜組件置于反應器內，通過泵的抽吸得到過濾液，膜表面清洗所需的交錯流由空氣攪動產生，曝氣器設置在膜的正下方，混合液隨氣流向上流動，在膜表面產生剪切力，以減少膜的污染。一體式膜生物反應器可集沉淀過濾曝氣膜濾于一體，便于管理，優于分體式膜生物反應器，在工程上應用較多。

膜生物反應器利用膜分離設備將生化反應池中的活性污泥和大分子物質截留住，活性污泥濃度因此大大提高，水力停留時間（HRT）和污泥停留時間（SRT）可以分別控制，而難降解的物質在反應器中不斷反應、有效降解有機物，孔隙率≤0.08μm級膜將凈水與雜質徹底分離，出水中SS值趨于零。絕大部分的細菌、微生物、熱源、病毒隨同它的載體一道被截留在污水中，后續消毒手段可做為殺菌的雙重保險，避免了傳統工藝可能會出現的水質不合格的問題，出水水質完全得到保證。它的前處理與后處理極其簡單，所以占地小，可程控化管理，每年僅需清洗2～3次。MBR反應器污泥濃度（MLSS）可達到3000～20000mg/l以上，所以有機物在MBR池內被自身分解氧化，基本不產生剩余污泥，極少需要排泥，不產生二次污染，僅需利用簡單的PLC技術對水位進行自動控制、膜污染報警及開啟相應反洗設施即可程控化管理�！　�

因此，一體化膜-生物反應器工藝通過膜分離技術大大強化了生物反應器的功能，是較為理想的中水處理工藝。

1．與傳統的污水處理生物處理技術相比，MBR具有以下明顯優勢：

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