膜生物反应器：再现碧水清波可直接回用

在淡水资源短缺制约我国经济发展的同时，大量未经处理的污水排放对环境也提出了巨大挑战。一般的水处理技术只能达到中水排放标准，而一步到位的一体化膜生物反应器成套设备，不仅可以实现从污水处理到再生水的转变，且成本低于海水淡化与南水北调。它使污水处理不仅仅是一个改善水环境的环保行业，还将成为提供清洁水源的行业。这种低能耗的膜-生物反应器污水资源化新技术与工程应用也因此获得了国家科技进步二等奖。 这种将膜分离技术与生物技术有机结合的新型废水处理技术出水水质好，占地省，运行稳定，是近年最受关注的污水资源化技术之一。应用膜生物反应器技术，可以使污水中的主要污染物去除率达90％以上，出水无悬浮物，浊度近于零，水质良好且稳定，可直接回用。 清华大学、中科院生态环境研究中心、同济大学以及北京碧水源科技股份有限公司在国家“863”等课题的支持下，经过多年的联合攻关，实现了膜-生物反应器技术的工程应用。该项目开发了三种具有自主知识产权的低能耗膜-生物反应器（流化床型、气升循环分体式、平板式）和三种不同形式的膜组件单元。 与现有膜-生物反应器相比，低能耗膜-生物反应器膜运行通量有明显提高，达到了国际知名企业的先进水平。此外，科研人员还开发了一系列膜污染控制关键技术：提出了经济曝气量和次临界通量的操作模式，并在不同形式的膜-生物反应器中均得到了很好的应用，可有效控制膜面污泥沉积；研发了投加混凝剂和氧化剂的混合液膜过滤性调控技术，使膜运行周期延长2～4倍；开发了两种适合不同规模和自动化操作程度的膜污染在线化学清洗模式，并在实际工程中得到了应用。 针对城市污水脱氮除磷、小区生活污水和洗浴污水回用、医院污水处理以及印染、烟草等工业废水处理与回用等不同要求，科研人员开发的不同膜-生物反应器组合工艺，可满足各种污水处理或回用目标的要求。与传统活性污泥法相比，COD去除率超过90%，COD负荷率提高3～5倍，占地面积降低到1/5～1/3。
随着技术的成熟，该项目的产业化进程不断加快，产品价格大幅度下降，应用领域也不断扩展，昔日的“贵族”产品已经可以“飞入寻常百姓家”。目前世界上规模最大的膜生物反应器河水净化工程在北京顺义新城温榆河水资源利用工程（10万吨/天）获得应用，更是打开了膜法处理市政废水和污水的新局面。据了解，亚洲第一座日处理规模万吨以上的大型城市污水膜生物反应器工程北京密云再生水厂（4.5万吨/天）、怀柔再生水厂（3.5万吨/天)、无锡硕放污水处理厂（2万吨/天）等多项大型污水资源化工程也成功应用了该成果。 目前，该课题组已获授权国家发明专利17项，研究成果在大型城市污水处理、小区生活污水、医院污水和工业废水等的处理与回用中得到了大规模推广应用，截至2008年底累计处理水量超过23万立方米/天。