在我国膜生物反应器的研究及应用
膜生物反应器由膜分离单元与生物处理单元组成,因此影响MBR稳定运行的因素不仅包括常规生物动力学参数:容积负荷、污泥浓度、污泥负荷等,还包括膜分离的参数:膜的固有性质(膜材料、膜孔径、荷电性等)、滤液的性质、操作方式、反应器的水力学条件等。其中生物动力学参数主要影响MBR的处理效果,膜分离参数主要影响MBR的处理能力。
膜生物反应器(MBR)是一种由膜分离单元与生物处理单元相结台的新型水处理技术,以膜组件取代二沉池在生物反应器中保持高活性污泥浓度减少污水处理设施占地,并通过保持低污泥负荷减少污泥量。与传统的生化水处理技术相比,MBR具有以下主要特点:处理效率高、出水水质好;设备紧凑、占地面积小;易实现自动控制、运行管理简单。80年代以来,该技术愈来愈受到重视,成为研究的热点之一。目前膜生物反应器己应用于美国、德国、法国和埃及等十多个国家,规模从6m3/d至 13000m3/d不等。
我国对MBR的研究还不到十年,但进展十分迅速。1991年10月,岑运华介绍了MBR在日本的研究状况,1993年前后,许多高校与研究所加入了MBR的开发研究工作,详情见表1。为了全面了解膜生物反应器在我国的研究状况,本文作者对国内科研人员1991—2000有关MBR发文情况作了统计(发文只统计综述与实验类文章),十年共发表论文104篇,并有10位博士与10多位硕上以MBR作为研究课题获得学位。从图1可以看出:最近四年有关MBR的论文数呈持续上升的态势。
国内对MBR的研究大致可分为几个方面:(1)探索不同生物处理工艺与膜分离单元的组合形式,生物反应处理工艺从活性污泥法扩展到接触氧化法、生物膜法、活性污泥与生物膜相结合的复台式工艺、两相厌氧工艺;(2)影响处理效果与膜污染的因素、机理及数学模型的研究,探求合适的操作条件与工艺参数,尽可能减轻膜污染,提高膜组件的处理能力和运行稳定性;(3)扩大MBR的应用范围,MBR的研究对象从生活污水扩展到高浓度有机废水(食品废水、啤酒废水)与难降解工业废水(石化污水、印染废水等),但以生活污水的处理为主。据此,本文的目的在于对我国膜生物反应器在废水处理中的发展情况进行回顾、分析与讨论。
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