在活性污泥法發(fā)展100多年來，一些新的工藝在隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而在活性污泥法中得以應(yīng)用。膜處理工藝作為新興的材料科學(xué)在水處理行業(yè)中得到一些應(yīng)用，在飲用水行業(yè)中的微濾，超濾，納濾，反滲透等使用各種不同孔徑的膜材料進(jìn)行的凈水過濾技術(shù)都已經(jīng)實現(xiàn)的，也應(yīng)用到了普通人的家里的凈水裝置上，在污水處理行業(yè)，隨著對處理出水水質(zhì)的不斷提升嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)下，膜技術(shù)也逐步開始在污水處理中得到應(yīng)用，一些對水質(zhì)要求較高的污水廠，采用了MBR（Membrane BioReactor）膜生物反應(yīng)器來作為活性污泥處理工藝中的一部分，在一定程度上提升了污水處理的效果，但是也帶來了一些運行管理的難題。

1、MBR膜生物反應(yīng)器工藝流程：

原水——>調(diào)節(jié)池——>MBR反應(yīng)池——>清水池——>排放或回用。

由于MBR膜的存在大大提高了系統(tǒng)固液分離的能力，從而使MBR膜生物反應(yīng)器的出水，水質(zhì)和容積負(fù)荷都得到大幅度提高，經(jīng)膜處理后的水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)高(超過*A標(biāo)準(zhǔn))，經(jīng)過消毒，*后形成水質(zhì)和生物安全性高的優(yōu)質(zhì)再生水，可直接作為新生水源。由于膜的過濾作用，微生物被*截留在MBR膜生物反應(yīng)器中，實現(xiàn)了水力停留時間與活性污泥泥齡的*分離，消除了傳統(tǒng)活性污泥法中污泥膨脹問題。MBR膜生物反應(yīng)器具有對污染物去除效率高、硝化能力強(qiáng)，可同時進(jìn)行硝化、反硝化、脫氮效果好、出水水質(zhì)穩(wěn)定、剩余污泥產(chǎn)量低、設(shè)備緊湊、占地面積少(只有傳統(tǒng)工藝的1/3-1/2)、增量擴(kuò)容方便、自動化程度高、操作簡單等優(yōu)點。

2、膜的運行和維護(hù)

（1）膜的運行流程。該污水廠MBR生化系統(tǒng)是由厭氧池、缺氧池、好氧池、膜分離池組成。膜分離組件是MBR的核心。在膜分離池中，由中空纖維膜組成的膜組件浸放于膜分離區(qū)中，由于中空纖維膜0.1μm的孔徑可*阻止細(xì)菌的通過，所以將菌膠團(tuán)和游離細(xì)菌全部保留在膜分離區(qū)中，各種懸浮顆粒、細(xì)菌、藻類、濁度和COD及有機(jī)物均能得到有效去除，保證出水懸浮物接近零的出水水質(zhì)。為保證MBR膜組件具有良好的膜通量，能持續(xù)穩(wěn)定地出水，該廠使用了全自動的在線水反洗、化學(xué)反洗及離線化學(xué)清洗系統(tǒng)，通過自動程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行采集、匯總，并通過連鎖控制，對系統(tǒng)各工藝操作進(jìn)行自動調(diào)節(jié)控制。

（2）正常運行管理。系統(tǒng)各出水膜組通過自吸泵抽吸出水，并通過PLC系統(tǒng)自動控制間斷出水。運行期間定期進(jìn)行在線水反洗、在線化學(xué)反洗防止和緩解膜污染保持膜組件的良好出水能力。離線化學(xué)清洗*清洗污染嚴(yán)重的膜組件，恢復(fù)膜通量和產(chǎn)水能力。

（3）膜維護(hù)的一般要求。膜組件出口設(shè)置在線濁度檢測和水質(zhì)監(jiān)測儀表，一旦發(fā)現(xiàn)濁度和出水水質(zhì)變差情形，運行中及時分析膜組的狀態(tài)，可以對膜組進(jìn)行及時必要的維護(hù)。

3、改進(jìn)措施與建議

過去的幾十年里，世界范圍內(nèi)MBR工藝在學(xué)術(shù)研究和工程應(yīng)用方面都取得了令人矚目的成就，并在很多新的領(lǐng)域不斷開發(fā)。但是MBR工藝想要進(jìn)一步提高其核心競爭力，仍然面臨著諸多的技術(shù)和發(fā)展的挑戰(zhàn)。MBR工藝改進(jìn)的重點應(yīng)集中在以下5個方面。

（1）提高膜的制造水平

膜材料是膜分離技術(shù)的核心，尤其是MBR工藝要在污水系統(tǒng)下工作，膜處于高濃度污泥中，如何保證其通量和使用壽命尤為關(guān)鍵。為了更好地發(fā)揮MBR工藝的優(yōu)勢，應(yīng)提高膜的制造水平，開發(fā)新型的針對市政污水處理的膜材料及對現(xiàn)有的膜材料進(jìn)行改性，制備出具有高通量、高強(qiáng)度、高親水性能且價格低廉的膜材料。

（2）改進(jìn)膜組件

膜組件的優(yōu)化對于實際裝置運行十分重要，是制約膜技術(shù)廣泛運用的一個關(guān)鍵因素。開發(fā)研制性能*、抗污堵能力強(qiáng)、節(jié)能的新型膜組件才能促進(jìn)MBR工藝更廣泛運用。

（3）整體流程的優(yōu)化

建議從污染物去除效果和膜污染控制效果兩方面來對流程進(jìn)行整體優(yōu)化，既要保證MBR工藝的處理效果，又要保證其能長時間穩(wěn)定運行。目前主要包括：膜與新型污水處理技術(shù)的組合;降低能耗的措施和技術(shù);膜污染的控制及運行條件的穩(wěn)定化;提升氮、磷的去除能力;反應(yīng)器各段氧平衡分配技術(shù);運行方式的控制與優(yōu)化。

（4）標(biāo)準(zhǔn)化

雖然MBR工藝的應(yīng)用已越來越廣泛，但是仍沒有國家統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。首先，膜產(chǎn)品的種類眾多，形式多樣，不同膜廠商的膜產(chǎn)品之間缺乏可靠的比較結(jié)果，在選擇上缺乏可靠的依據(jù);其次，各個膜廠商的自身數(shù)據(jù)庫較完善，有自己的設(shè)計參數(shù)和規(guī)范，但彼此之間相差較大，對于全行業(yè)來說沒有統(tǒng)一或綜合的設(shè)計手冊和規(guī)范，對于技術(shù)人員來說沒有充分的設(shè)計依據(jù);同時，MBR工藝對運行管理的要求較高，但是膜廠商大多只是提供膜組件，工程公司僅負(fù)責(zé)工程建造，對于后續(xù)維護(hù)和管理無相應(yīng)的規(guī)范指導(dǎo)和標(biāo)準(zhǔn)。因此，建議應(yīng)從膜組件、設(shè)計、運行操作3方面建立一整套合理的MBR工藝的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，有利于提高經(jīng)濟(jì)性和競爭力，促進(jìn)其進(jìn)一步廣泛應(yīng)用。