如何运行好MBR工艺？这是我见过最接地气的答案！

针对传统活性污泥法的局限性，一种将膜分离与活性污泥法相结合的高效污水处理工艺——膜生物反应器（Membrane Bio-reactor，简称MBR）应运而生。通过膜组件的高效分离作品将污泥与水彻底分离，具有优秀的出水中非常之低的固体含量的维持水平， 诸多采用MBR工艺的处理出水甚至可以直接回用。 具有可培养高活性功能细菌的效果，并且分离SRT的功能带来强大而广泛的处理能力和范围。

*MBR工艺流程

*MBR膜组件（中空纤维）

*MBR膜池运行状态

MBR具备其他单独生化工艺无法比拟的明显优势：

①出水水质优良且稳定。 表现为固液分离的高效性，出水固体悬浮物几乎可长期维持接近零的状态，并且短期内不受污泥分解，污泥膨胀等因素的影响；

②反应器更加紧凑， 因可承受高污泥浓度的正常运行所带来高有机去除复合而节省了占地面积，无需二沉池系统。

③有利于好氧硝化细菌的培养， 强化好氧区域系统的硝化能力。表现为氨氮的去除效率高，且去除效果长久稳定。

④实现了反应器的水力停留时间和污泥停留时间的完全分离， 使运行控制更加灵活。

*高活性高浓度的MBR好氧污泥

水资源短缺日益严重，市场对污水有效处理，尤其是回用技术抱有较高的期望和激励。同时，膜组件的研发和制备的快速发展和成本下降，促使MBR工艺的成熟使用与创新突破，给予MBR在未来长期的使用和发展的技术开发潜力，市场拓展潜力。

在实际工程运用中，由于一体式MBR工艺（浸没式MBR——SMBR）运用的较多，行业经验也相对成熟，因此我们以此种MBR作为分析例子。其大致原理是：原水进入生物反应器后，其有机物在其高浓度混合活性污泥的作用下得到氧化分解，膜组件下方设置有曝气组件，不仅具有为混合液微生物提供足够的DO，也促进充分搅拌均匀，同时因气泡搅动及其在膜表面形成的循环流而起到了对膜表面的冲刷和剪切作用，可有效防止污染物在膜表面形成非人工条件下不可逆的污染附着沉积。

处理后的水经过抽水泵（自吸泵）抽提，通过膜的分离，使液相透过膜排出系统。

通常MBR工艺有几个关键原理性的参数，分别是膜通量，渗透系数，截留率与浓差极化。

①膜通量

膜通量（J）是指单位时间内，单位面积的膜上通过的物质的量。

以SI表示[m3/（m2·s）]

或者可以简化为m/s。

在实际工程的计算中，经常使用非SI单位衡量标准：

LMH，单位：[L/（m2·h）]。

普通的可以满足一般规模及一般难度废水处理的MBR膜的LMH约为至少10L/（m2·h）

影响膜通量的因素，主要有传质推动力，膜的阻力，膜料液侧的流动情况（等同于边界层阻力），以及膜污染状况等。

②渗透系数

膜的渗透系数（Lp）表示单位压力：

指在单位时间，单位膜面积上通过物质的量，简单表述为：单位压力条件下的膜通量，渗透系数是评价膜当前性能的主要参数之一。

③截留率

混合的料液在膜组件池中经过膜分离的作用，透过膜的液体称为透过液，被膜截留的被称为截留液。截留率用来表征膜的分离性能，包括表现/实测截留率（Robs）和真实/本征截留率（Ract）。其定义如下：

其中，cp和cb分别表示透过液和原料液的溶质浓度，可以直接测定。但实际上由于溶质被截留而附着膜表面的缘故，使得膜表面溶质浓度cm高于原料液平均浓度，因此真实截留率为：

而cm一般无法直接测定，需要借助计算模型估算。

④浓差极化

在实际压力驱动的过程中，膜通量常常随着时间的推移而减少，溶质截留率也有所改变，造成这种现象的主要原因是浓差极化和膜污染。

浓差极化是指，在压力驱动下，料液中溶剂可自由穿过膜，而溶质被膜截留，溶剂流动不断将溶质带到膜表面，使溶质在膜表面积累，cm逐渐高于cb，导致因产生浓度梯度带来的由膜表面向料液反向扩散现象。而经一段时间稳定后，向膜表面流动的料液量等于反向扩散的量时，就达到了稳定状态，形成稳定的浓差极化边界层，当完全截留时的条件时，其表达方程式如下：

cm/cb称为浓差极化比，其值越大，对膜分离越不利；膜通量J较容易测定；但k是扩散系数和边界层厚度之比，k与膜表面流动条件相关，可通过传质准数关联式计算，也可通过实验确定。Zeman和Zydney（1996）文中有关于k取值的方法。

膜组件分类

按膜组件分类，可分为板框式，卷式，管式，中空纤维式四种。其中，中空纤维式的填装密度最高，投资却是最低，而管式由于是错流过滤的方式，膜污染速度最低，但中空纤维污染最为迅速。

*卷式膜

*管式膜

膜过滤设计分类

膜过滤有两种基本操作方式，一是死端过滤，二是错流过滤。死端过滤的料液是垂直于膜方向运动，而错流过滤是料液平行于膜表面，两者膜污染速率截然不同。但最易于操作的是死端过滤膜分离工艺。

运行工艺条件分类

以同种MBR膜组件而言，可应用于厌氧活性污泥和好氧活性污泥的工艺中。

*厌氧MBR工艺流程

厌氧MBR工艺（AnMBR）可以被简单的定义为在无氧条件下，利用膜过滤实现固液分离的微生物降解污染物的过程。其处理原理与厌氧活性污泥法相似，不同之处主要是厌氧微生物的种类和依靠膜组件出水的特点。由于AnMBR可维持较长的SRT，污泥产量低，厌氧程度高，污染物降解彻底，出水水质好。

*好氧MBR工艺

好氧MBR以好氧活性污泥法为基础，将膜分离技术与传统废水生物处理技术有机结合，增设膜组及相关配件设施，大大提高了固液分离效率；并且由于曝气池中活性污泥浓度的增大和污泥中特效菌（特别是优势菌群）的出现，提高了生化反应速率；同时，通过降低F/M比减少剩余污泥产生量（甚至为0），从而基本解决了传统活性污泥法存在的许多突出问题。

对有机物去除的特性

与传统活性污泥法相比，MBR有更强的有机物去除能力，传统活性污泥法中，由于受到沉淀池沉降表面负荷的限度要求，其系统的污泥浓度存在最大值，无法继续提升污泥浓度来获得更高的有机物去除效果，而MBR对此去除率通常高达90%以上，出水可实现回用水标准，污泥负荷较低，水力停留时间较短，处理规模较大，且对有机物浓度变化幅度较大原水有很好的抗冲击负荷效果。

对脱氮的特性

传统脱氮方式建立在硝化和反硝化过程之上，主要有两级脱氮和单级脱氮（从空间布局角度方面考虑），两级脱氮是指在两个不同功能的生化处理池中在空间关系上依次完成脱氮任务，单机脱氮是指在单个反应器中，通过仅此一个反应器的多种状态变化调控，在时间上完成脱氮。对于MBR工艺中脱氮，有诸多优异的特点：MBR泥龄较长，对氨氮的去除效果十分好，通常可达95%以上；传统的两级MBR对TN的去除效果也在80%以上。

对磷的去除特性

生物法除磷主要通过聚磷菌一类的微生物超量从污水中摄取磷，将其以聚合态贮藏在为微生物体内，通过微生物的增殖，形成含有较处理前更多的含有微生物体内磷的污泥，最终通过污泥排放的方式，达到磷的去除效果。

但MBR的泥龄较长，因此从传统活性污泥法除磷的角度与MBR工艺除磷有些许不符，但从原理上，传统活性污泥法与MBR法对除磷是一致的，国内外对MBR除磷的研究不在少数，多数是采用厌氧/好氧交替，与预处理或者深度处理互相结合，对磷的去除可在90%以上。

森佑环境承接了多个位于苏州的垃圾渗滤液处理项目，其中垃圾渗滤液水质的平均COD高达每升18000毫克，氨氮和总磷也高达每升150毫克和80毫克，以通过“集水调节系统-高效物化预处理-生物预处理-ILMS高效生物反应器-出水深度处理”的工艺处理路线， 以其中包含的具备高生物活性的ILMS特殊工艺，能够按照垃圾渗滤液中污染物降解的规律快速对垃圾渗沥液快速处理。

*我司垃圾渗滤液处理项目原水（色度，异味严重）

通过ILMS一体化处理设备配套的完备的运维规范体系雨专业运维技术团队的支持下，所有所涉及的项目的达标率为100%。其中一个垃圾渗滤液处理项目的出水水质的COD为100~200mg/L，氨氮为16.20mg/L，总磷为6.50mg/L，符合该项目出水标准《污水综合排放标准》中其他行业的接管标准。

*ILMS高效生物反应器中含有“ILMS专性高效生物菌种”的污泥中间处理水取样

*实际处理出水（微色度，无异味）

另外，根据实际统计，本项目保守估算，以122t/a的COD消减量，0.77t/a的氨氮消减量，以及0.53t/a的总磷消减量稳定运行。

*养殖废水处理项目水样（从左至右分别是原水，中间出水，尾端出水）

*ILMS餐厨废水压滤液一体化设备项目实际处理出水