中水处理工艺介绍及在新农村建设中的应用

时间：2008-06-16 来源： 作者：李向军

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摘　　要：膜-生物反应器（membrane bioreactor ,MBR）为膜分离技术与生物处理技术有机结合之新型态废水处理系统。本文结合一体化膜生物反应器MBR的工艺原理,对MBR中水处理的工艺流程及特点进行了介绍,经对MBR工艺处理后的出水水质分析,指出该工艺应用于住宅小区和新农村建设的中水处理是比较合适的,值得推广。

Abstract：

关 键 字：膜生物反应器;中水;生活废水;新农村建设

    水是人类生存和发展宝贵资源，水资源的合理利用和保护，是全世界面临的共同话题. 我国水资源更是短缺，目前现状：

1）我国淡水资源总量占全球水量的6％，居世界第四位

2）人均水资源量2200m³，仅为世界人均水平的1/4

3）全国600 多座城市中，400多座城市缺水，其中有100多个城市严重缺水

4）北京人均水资源量不足300m³，是国内人均的1/8

5）污水回用率仅为发达国家的25％

6）卫生洁具的耗水量高出30％以上

随着可用水资源越来越少, 水污染日益严重，“节水减排”势在必行,国家提倡的中水回用充分设计体现了节水和减排，包括北京在内的几个省市也早已将中水回用政策列为建筑设计的强制条文。房地产业迅猛发展，新农村建设如火如荼，但在实施中如何采取行之有效、合理低耗的中水处理方案达到节省投资和环保的目的成为建设方和政府所关注的问题。

一、何为“中水”回用

中水一词来源于日本，20世纪80年代中，日本的污水再生后回用，楼内采用双管供水系统，再生水系统称为“中水道”。中水水源可选择的种类和选取顺序为：沐浴排水、盥洗排水、空调循环冷却水、冷凝水、洗衣排水、泳池排污水、厨房排水和厕所排水等。前三个中水水源通常称为优质杂排水，应优先选用。厕所排水以外的生活排水的组合，通常称为杂排水。

    由图一可知：住宅冲厕采用中水，节水率可达20％以上；办公楼、教学楼采用中水，节水率可达60％。

二、中水处理工艺介绍及MBR工艺的优势

一般来说，根据对中水（优质杂排水或是化粪池后上清液）原水水质分析，为保证中水处理段出水水质，其水处理工艺一般都采用生化处理与物化处理相结合，生化处理降解有机物，物化处理将水与杂质进行分离。

常见生化法有接触氧化法、生物滤池法、膜生物反应器法（MBR）等。接触氧化法、生物滤池法耐冲击负荷、降解有机物质等能力差，且占地大，管理不方便。而且后续处理操作复杂，运行成本高，不易进行程控化管理（PLC），杀菌全靠消毒工序完成，当投药不均匀或是投药系统出现故障时不符合要求的水将进入使用系统，待发现更改时，用户已经受到不合格水的侵害。

膜分离生物反应器的分类方法有很多。按照膜组件的放置方式可分为分体式（分置式）和一体式（浸没式）膜生物反应器（Submerged Membrane Bioreactor）；按照生物反应器是否需氧可分为好氧和厌氧膜生物反应器。分体式生物反应器把生物反应器与膜组件分开放置，生物反应器的混合液经泵增压后进入膜组件，在压力作用下混合液中的液体透过膜得到系统出水，活性污泥则被截留，并随浓缩液回流到生物反应器内。一体式系统则直接将膜组件置于反应器内，通过泵的抽吸得到过滤液，膜表面清洗所需的交错流由空气搅动产生，曝气器设置在膜的正下方，混合液随气流向上流动，在膜表面产生剪切力，以减少膜的污染。一体式膜生物反应器可集沉淀过滤曝气膜滤于一体，便于管理，优于分体式膜生物反应器，在工程上应用较多。

膜生物反应器利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子物质截留住，活性污泥浓度因此大大提高，水力停留时间（HRT）和污泥停留时间（SRT）可以分别控制，而难降解的物质在反应器中不断反应、有效降解有机物，孔隙率≤0.08μm级膜将净水与杂质彻底分离，出水中SS值趋于零。绝大部分的细菌、微生物、热源、病毒随同它的载体一道被截留在污水中，后续消毒手段可做为杀菌的双重保险，避免了传统工艺可能会出现的水质不合格的问题，出水水质完全得到保证。它的前处理与后处理极其简单，所以占地小，可程控化管理，每年仅需清洗2～3次。MBR反应器污泥浓度（MLSS）可达到3000～20000mg/l以上，所以有机物在MBR池内被自身分解氧化，基本不产生剩余污泥，极少需要排泥，不产生二次污染，仅需利用简单的PLC技术对水位进行自动控制、膜污染报警及开启相应反洗设施即可程控化管理。　　

因此，一体化膜-生物反应器工艺通过膜分离技术大大强化了生物反应器的功能，是较为理想的中水处理工艺。

1．与传统的污水处理生物处理技术相比，MBR具有以下明显优势：

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