MBR与其它工艺对比文档格式.docx
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该工艺流程简单、结构紧凑、占地面积省，不受设置场所限制，适合于任何场合，可做成地面式、半地下式和地下式。
1.4、可去除氨氮及难降解有机物
由于微生物被完全截流在生物反应器内，从而有利于增殖缓慢的微生物如硝化细菌的截留生长，系统硝化效率得以提高。
同时，可增长一些难降解的有机物在系统中的水力停留时间，有利于难降解有机物降解效率的提高。
1.5、操作管理方便，易于实现自动控制
该工艺实现了水力停留时间（HRT）与污泥停留时间（SRT）的完全分离，运行控制更加灵活稳定，是污水处理中容易实现装备化的新技术，可实现微机自动控制，从而使操作管理更为方便。
1.6、易于从传统工艺进行改造
该工艺可以作为传统污水处理工艺的深度处理单元，在城市二级污水处理厂出水深度处理（从而实现城市污水的大量回用）等领域有着广阔的应用前景。
2、膜—生物反应器存在的不足
主要表现在以下几个方面：
2.1、膜造价高，使膜-生物反应器的基建投资高于传统污水处理工艺；
2.2、膜污染容易出现，给操作管理带来不便；
2.3、能耗高：
首先MBR泥水分离过程必须保持一定的膜驱动压力，其次是MBR池中MLSS浓度非常高，要保持足够的传氧速率，必须加大曝气强度，还有为了加大膜通量、减轻膜污染，必须增大流速，冲刷膜表面，造成MBR的能耗要比传统的生物处理工艺高。
MBR的应用领域
进入90年代中后期，膜—生物反应器在国外已进入了实际应用阶段。
加拿大
Zenon公司首先推出了超滤管式膜-生物反应器，并将其应用于城市污水处理。
为了节约能耗，该公司又开发了浸入式中空纤维膜组件，其开发出的膜-生物反应器已应用于美国、德国、法国和埃及等十多个地方，规模从380m3/d至7600m3/d。
日本三菱人造丝公司也是世界上浸入式中空纤维膜的知名提供商，其在MBR的应用方面也积累了多年的经验，在日本以及其他国家建有多项实际MBR工程。
日本Kubota公司是另一个在膜—-生物反应器实际应用中具有竞争力的公司，它所生产的板式膜具有流通量大、耐污染和工艺简单等特点。
国内一些研究者及企业也在MBR实用化方面进行着尝试。
3、膜—生物反应器已应用于以下领域：
3.1、城市污水处理及建筑中水回用
3.2、工业废水处理
90年代以来，MBR的处理对象不断拓宽，除中水回用、粪便污水处理以外，MBR在工业废水处理中的应用也得到了广泛关注，如处理食品工业废水、水产加工废水、养殖废水、化妆品生产废水、染料废水、石油化工废水，均获得了良好的处理效果。
90年代初，美国在Ohio建造了一套用于处理某汽车制造厂的工业废水的MBR系统，处理规模为151m3/d，该系统的有机负荷达6.3kgCOD/m3·
d，COD去除率为94%，绝大部分的油与油脂被降解。
在荷兰，一脂肪提取加工厂采用传统的氧化沟污水处理技术处理其生产废水，由于生产规模的扩大，结果导致污泥膨胀，污泥难以分离，最后采用Zenon的膜组件代替沉淀池，运行效果良好。
3.3、微污染饮用水净化
随着氮肥与杀虫剂在农业中的广泛应用，饮用水也不同程度受到污染。
LyonnaisedesEaux公司在90年代中期开发出同时具有生物脱氮、吸附杀虫剂、去除浊度功能的MBR工艺，1995年该公司在法国的Douchy建成了日产饮用水400m3的工厂。
出水中氮浓度低于0.1mgNO2/L，杀虫剂浓度低于0.02μg/L。
3.4、粪便污水处理
粪便污水中有机物含量很高，传统的反硝化处理方法要求有很高污泥浓度，固液分离不稳定，影响了三级处理效果。
MBR的出现很好地解决了这一问题，并且使粪便污水不经稀释而直接处理成为可能。
日本已开发出被称之为NS系统的屎尿处理技术，最核心部分是平板膜装置与好氧高浓度活性污泥生物反应器组合的系统。
NS系统于1985年在日本琦玉县越谷市建成，生产规模为10kL/d，1989年又先后在长崎县、熊本县建成新的屎尿处理设施。
NS系统中的平板膜每组约0.4m2共几十组并列安装，做成能自动打开的框架装置，并能自动冲洗。
膜材料为截流分子量20000的聚砜超滤膜。
反应器内污泥浓度保持在15000~18000mg/L范围内。
到1994年，日本已有1200多套MBR系统用于处理4000多万人的粪便污水。
3.5、土地填埋场/堆肥渗滤液处理
土地填埋场/堆肥渗滤液含有高浓度的污染物，其水质和水量随气候条件与操作运行条件的变化而变化。
MBR技术在1994年前就被多家污水处理厂用于该种污水的处理。
通过MBR与RO技术的结合，不仅能去除SS、有机物和氮，而且能有效去除盐类与重金属。
最近美国Envirogen公司开发出一种MBR用于土地填埋场渗滤液的处理，并在新泽西建成一个日处理能力为40万加仑（约1500m3/d）的装置，在2000年底投入运行。
该种MBR使用一种自然存在的混合菌来分解渗滤液中的烃和氯代化合物，其处理污染物的浓度为常规废水处理装置的50～100倍。
能达到这一处理效果的原因是，MBR能够保留高效细菌并使细菌浓度达到50000g/L。
在现场中试中，进液COD为几百至40000mg/L，污染物的去除率达90%以上。
国内外MBR主要应用领域及相应百分比率：
污水类型所占百分比率（%）污水类型所占百分比率（%）
工业污水27
家庭污水27
城市污水12
建筑污水24
垃圾9
4、MBR发展前瞻
4.1、MBR应用的重点领域和方向
现有城市污水处理厂的更新升级，特别是出水水质难以达标或处理流量剧增而占地面积无法扩大的水厂。
无排水管网系统的小区，如居民点、旅游度假区、风景区等。
有污水回用需求的地区或场所，如宾馆、洗车业、客机、流动厕所等充分发挥MBR占地面积小、设备紧凑、自动控制、灵活方便的特点。
高浓度、有毒、难降解工业废水处理。
如造纸、制糖、酒精、皮革、合成脂肪酸等行业，是一种普遍的点源污染。
MBR可以对这些常规处理工艺无法达标的废水进行有效的处理，并实现回用。
垃圾填埋厂渗滤液的处理及回用。
小规模污水厂（站）的应用。
膜技术的特点十分适合处理小规模污水。
4.2、MBR未来的研究重点如下
膜污染的机理及防治。
MBR工艺流程形式及运行条件的优化。
MBR污泥产率与运行条件的关系，以合理减少污泥产量，降低污泥处理费用。
MBR生物反应器内微生物的代谢特性及其对出水水质、污泥活性等的影响，从而确定适宜的微生物生长及代谢条件。
MBR工艺经济性研究。
在目前国内经济发展水平、膜产品供应状况和规范设计要求的条件下，MBR用于污水处理的最大经济流量的确定。
二、SBR工艺
SBR是序列间歇式活性污泥法（SequencingBatchReactorActivatedSludgeProcess）的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法。
SBR
与传统污水处理工艺不同，SBR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，非稳定生化反应替代稳态生化反应，静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。
它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。
正是SBR工艺这些特殊性使其具有以下：
优点
1、理想的推流过程使生化反应推动力增大，效率提高，池内厌氧、好氧处于交替状态，净化效果好。
2、运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出水水质好。
3、耐冲击负荷，池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用，有效抵抗水量和有机污物的冲击。
4、工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活。
5、处理设备少，构造简单，便于操作和维护管理。
6、反应池内存在DO、BOD5浓度梯度，有效控制活性污泥膨胀。
7、
SBR法系统本身也适合于组合式构造方法，利于废水处理厂的扩建和改造。
8、脱氮除磷，适当控制运行方式，实现好氧、缺氧、厌氧状态交替，具有良好的脱氮除磷效果。
9、工艺流程简单、造价低。
主体设备只有一个序批式间歇反应器，无二沉池、污泥回流系统，调节池、初沉池也可省略，布置紧凑、占地面积省。
缺点
1、自动化控制要求高。
2、排水时间短（间歇排水时），并且排水时要求不搅动沉淀污泥层，因而需要专门的排水设备（滗水器），且对滗水器的要求很高。
3、后处理设备要求大：
如消毒设备很大，接触池容积也很大，排水设施如排水管道也很大。
4、滗水深度一般为1~2m，这部分水头损失被白白浪费，增加了总扬程。
5、由于不设初沉池，易产生浮渣，浮渣问题尚未妥善解决。
SBR系统的适用范围
由于上述技术特点，SBR系统进一步拓宽了活性污泥法的使用范围。
就近期的技术条件，BR系统更适合以下情况：
1）中小城镇生活污水和厂矿企业的工业废水，尤其是间歇排放和流量变化较大的地方。
2）需要较高出水水质的地方，如风景游览区、湖泊和港湾等，不但要去除有机物，还要求出水中除磷脱氮，防止河湖富营养化。
3）水资源紧缺的地方。
SBR系统可在生物处理后进行物化处理，不需要增加设施，便于水的回收利用。
4）用地紧张的地方。
5）对已建连续流污水处理厂的改造等。
6）非常适合处理小水量，间歇排放的工业废水与分散点源污染的治理。
三、氧化沟
氧化沟又名氧化渠，因其构筑物呈封闭的环形沟渠而得名。
它是活性污泥法的一种变型。
因为污水和活性污泥在曝气渠道中不断循环流动，因此有人称其为“循环曝气池”、“无终端曝气池”。
氧化沟的水力停留时间长，有机负荷低，其本质上属于延时曝气系统。
氧化沟（OxidationDitch）污水处理的整个过程如进水、曝气、沉淀、污泥稳定和出水等全部集中在氧化沟内完成，最早的氧化沟不需另设初次沉淀池、二次沉淀池和污泥回流设备。
后来处理规模和范围逐渐扩大，它通常采用延时曝气，连续进出水，所产生的微生物污泥在污水曝气净化的同时得到稳定，不需设置初沉池和污泥消化池，处理设施大大简化。
不仅各国环境保护机构非常重视，而且世界卫生组织（WH0）也非常重视。
在美国已建成的污水处理厂有几百座，欧洲已有上千座。
在我国，氧化沟技术的研究和工程实践始于上一世纪70年代，氧化沟工艺以其经济简便的突出优势已成为中小型城市污水厂的首选工艺。
以下为一般氧化沟法的主要设计参数：
水力停留时间：
10－40小时；
污泥龄：
一般大于20天；
有机负荷：
0.05－0.15kgBOD5/（kgMLSS.d）；
容积负荷：
0.2－0.4kgBOD5/（m3.d）；
活性污泥浓度：
2000－6000mg/l；
沟内平均流速：
0.3－0.5m/s。
1、氧化沟的技术特点：
氧化沟利用连续环式反应池（CintinuousLoopReator,简称CLR）作生物反应池，混合液在该反应池中一条闭合曝气渠道进行连续循环，氧化沟通常在延时曝气条件下使用。
氧化沟使用一种带方向控制的曝气和搅动装置，向反应池中的物质传递水平速度，从而使被搅动的液体在闭合式渠道中循环。
氧化沟一般由沟体、曝气设备、进出水装置、导流和混合设备组成，沟体的平面形状一般呈环形，也可以是长方形、L形、圆形或其他形状，沟端面形状多为矩形和梯形。
氧化沟法由于具有较长的水力停留时间，较低的有机负荷和较长的污泥龄。
因此相比传统活性污泥法，可以省略调节池，初沉池，污泥消化池，有的还可以省略二沉池。
氧化沟能保证较好的处理效果，这主要是因为巧妙结合了CLR形式和曝气装置特定的定位布置，是式氧化沟具有独特水力学特征和工作特性：
1）氧化沟结合推流和完全混合的特点，有力于克服短流和提高缓冲能力，通常在氧化沟曝气区上游安排入流，在入流点的再上游点安排出流。
入流通过曝气区在循环中很好的被混合和分散，混合液再次围绕CLR继续循环。
这样，氧化沟在短期内（如一个循环）呈推流状态，而在长期内（如多次循环）又呈混合状态。
这两者的结合，即使入流至少经历一个循环而基本杜绝短流，又可以提供很大的稀释倍数而提高了缓冲能力。
同时为了防止污泥沉积，必须保证沟内足够的流速（一般平均流速大于0.3m/s），而污水在沟内的停留时间又较长，这就要求沟内由较大的循环流量（一般是污水进水流量的数倍乃至数十倍），进入沟内污水立即被大量的循环液所混合稀释，因此氧化沟系统具有很强的耐冲击负荷能力，对不易降解的有机物也有较好的处理能力。
2）氧化沟具有明显的溶解氧浓度梯度，特别适用于硝化－反硝化生物处理工艺。
氧化沟从整体上说又是完全混合的，而液体流动却保持着推流前进，其曝气装置是定位的，因此，混合液在曝气区内溶解氧浓度是上游高，然后沿沟长逐步下降，出现明显的浓度梯度，到下游区溶解氧浓度就很低，基本上处于缺氧状态。
氧化沟设计可按要求安排好氧区和缺氧区实现硝化－反硝化工艺，不仅可以利用硝酸盐中的氧满足一定的需氧量，而且可以通过反硝化补充硝化过程中消耗的碱度。
这些有利于节省能耗和减少甚至免去硝化过程中需要投加的化学药品数量。
3）氧化沟沟内功率密度的不均匀配备，有利于氧的传质，液体混合和污泥絮凝。
传统曝气的功率密度一般仅为20－30瓦/米3，平均速度梯度G大于100秒－1。
这不仅有利于氧的传递和液体混合，而且有利于充分切割絮凝的污泥颗粒。
当混合液经平稳的输送区到达好氧区后期，平均速度梯度G小于30秒－1，污泥仍有再絮凝的机会，因而也能改善污泥的絮凝性能。
4）氧化沟的整体功率密度较低，可节约能源。
氧化沟的混合液一旦被加速到沟中的平均流速，对于维持循环仅需克服沿程和弯道的水头损失，因而氧化沟可比其他系统以低得多的整体功率密度来维持混合液流动和活性污泥悬浮状态。
据国外的一些报道，氧化沟比常规的活性污泥法能耗降低20%－30%。
另外，据国内外统计资料显示，与其他污水生物处理方法相比，氧化沟具有处理流程简单，超作管理方便；
出水水质好，工艺可靠性强；
基建投资省，运行费用低等特点。
传统氧化沟的脱氮，主要是利用沟内溶解氧分布的不均匀性，通过合理的设计，使沟中产生交替循环的好氧区和缺氧区，从而达到脱氮的目的。
其最大的优点是在不外加碳源的情况下在同一沟中实现有机物和总氮的去除，因此是非常经济的。
但在同一沟中好氧区与缺氧区各自的体积和溶解氧浓度很难准确地加以控制，因此对除氮的效果是有限的，而对除磷几乎不起作用。
另外，在传统的单沟式氧化沟中，微生物在好氧－缺氧－好氧短暂的经常性的环境变化中使硝化菌和反硝化菌群并非总是处于最佳的生长代谢环境中，由此也影响单位体积构筑物的处理能力。
2、氧化沟缺点
尽管氧化沟具有出水水质好、抗冲击负荷能力强、除磷脱氮效率高、污泥易稳定、能耗省、便于自动化控制等优点。
但是，在实际的运行过程中，仍存在一系列的问题。
1、污泥膨胀问题
当废水中的碳水化合物较多，N、P含量不平衡，pH值偏低，氧化沟中污泥负荷过高，溶解氧浓度不足，排泥不畅等易引发丝状菌性污泥膨胀；
非丝状菌性污泥膨胀主要发生在废水水温较低而污泥负荷较高时。
微生物的负荷高，细菌吸取了大量营养物质，由于温度低，代谢速度较慢，积贮起大量高粘性的多糖类物质，使活性污泥的表面附着水大大增加，SVI值很高，形成污泥膨胀。
针对污泥膨胀的起因，可采取不同对策：
由缺氧、水温高造成的，可加大曝气量或降低进水量以减轻负荷，或适当降低MLSS（控制污泥回流量），使需氧量减少；
如污泥负荷过高，可提高MLSS，以调整负荷，必要时可停止进水，闷曝一段时间；
可通过投加氮肥、磷肥，调整混合液中的营养物质平衡（BOD5：
N：
P=100：
5：
1）；
pH值过低，可投加石灰调节；
漂白粉和液氯（按干污泥的0.3%~0.6%投加），能抑制丝状菌繁殖，控制结合水性污泥膨胀[11]。
2、泡沫问题
由于进水中带有大量油脂，处理系统不能完全有效地将其除去，部分油脂富集于污泥中，经转刷充氧搅拌，产生大量泡沫；
泥龄偏长，污泥老化，也易产生泡沫。
用表面喷淋水或除沫剂去除泡沫，常用除沫剂有机油、煤油、硅油，投量为0.5~1.5mg/L。
通过增加曝气池污泥浓度或适当减小曝气量，也能有效控制泡沫产生。
当废水中含表面活性物质较多时，易预先用泡沫分离法或其他方法去除。
另外也可考虑增设一套除油装置。
但最重要的是要加强水源管理，减少含油过高废水及其它有毒废水的进入。
3、污泥上浮问题
当废水中含油量过大，整个系统泥质变轻，在操作过程中不能很好控制其在二沉池的停留时间，易造成缺氧，产生腐化污泥上浮；
当曝气时间过长，在池中发生高度硝化作用，使硝酸盐浓度高，在二沉池易发生反硝化作用，产生氮气，使污泥上浮；
另外，废水中含油量过大，污泥可能挟油上浮。
发生污泥上浮后应暂停进水，打碎或清除污泥，判明原因，调整操作。
污泥沉降性差，可投加混凝剂或惰性物质，改善沉淀性；
如进水负荷大应减小进水量或加大回流量；
如污泥颗粒细小可降低曝气机转速；
如发现反硝化，应减小曝气量，增大回流或排泥量；
如发现污泥腐化，应加大曝气量，清除积泥，并设法改善池内水力条件。
4、流速不均及污泥沉积问题
在氧化沟中，为了获得其独特的混合和处理效果，混合液必须以一定的流速在沟内循环流动。
一般认为，最低流速应为0.15m/s，不发生沉积的平均流速应达到0.3~0.5m/s。
氧化沟的曝气设备一般为曝气转刷和曝气转盘，转刷的浸没深度为250~300mm，转盘的浸没深度为480~530mm。
与氧化沟水深（3.0~3.6m）相比，转刷只占了水深的1/10~1/12，转盘也只占了1/6~1/7，因此造成氧化沟上部流速较大（约为0.8~1.2m，甚至更大），而底部流速很小（特别是在水深的2/3或3/4以下，混合液几乎没有流速），致使沟底大量积泥（有时积泥厚度达1.0m），大大减少了氧化沟的有效容积，降低了处理效果，影响了出水水质。
加装上、下游导流板是改善流速分布、提高充氧能力的有效方法和最方便的措施。
上游导流板安装在距转盘（转刷）轴心4.0处（上游），导流板高度为水深的1/5~1/6，并垂直于水面安装；
下游导流板安装在距转盘（转刷）轴心3.0m处。
导流板的材料可以用金属或玻璃钢，但以玻璃钢为佳。
导流板与其他改善措施相比，不仅不会增加动力消耗和运转成本，而且还能够较大幅度地提高充氧能力和理论动力效率。
另外，通过在曝气机上游设置水下推动器也可以对曝气转刷底部低速区的混合液循环流动起到积极推动作用，从而解决氧化沟底部流速低、污泥沉积的问题。
设置水下推动器专门用于推动混合液可以使氧化沟的运行方式更加灵活，这对于节约能源、提高效率具有十分重要的意义。
5、导致有较多的大肠杆菌散发到空气中，引发了毒黄瓜的事件。
6、对于BOD较小的水质完全没有处理能力。
四、AAO法
AAO法又称A2O法，是英文Anaerobic-Anoxic-Oxic第一个字母的简称（厌氧-缺氧-好氧法），是一种常用的污水处理工艺，可用于二级污水处理或三级污水处理，以及中水回用，具有良好的脱氮除磷效果。
该法是20世纪70年代，由美国的一些专家在AO法脱氮工艺基础上开发的。
各反应器单元功能
1、厌氧反应器，原污水与从沉淀池排出的含磷回流污泥同步进入，本反应器主要功能是释放磷，同时部分有机物进行氨化；
2、缺氧反应器，首要功能是脱氮，硝态氮是通过内循环由好氧反应器送来的，循环的混合液量较大，一般为2Q（Q为原污水流量）；
3、好氧反应器——曝气池，这一反应单元是多功能的，去除BOD，硝化和吸收磷等均在此处进行。
流量为2Q的混合液从这里回流到缺氧反应器。
4、沉淀池，功能是泥水分离，污泥一部分回流至厌氧反应器，上清液作为处理水排放。
工艺特点
1、本工艺在系统上可以称为最简单的同步脱氮除磷工艺，总水力停留时间少于其他类工艺；
2、在厌氧（缺氧）、好氧交替运行条件下，丝状菌不能大量增殖，不易发生污泥丝状膨胀，SVI值一般小于100；
3、污泥含磷高，具有较高肥效；
4、运行中勿需投药，两个A段只用轻轻搅拌，以不增加溶解氧为度，运行费用低；
存在的待解决问题
1、除磷效果难再提高，污泥增长有一定限度，不易提高，特别是P/BOD值高时更甚；
2、脱氮效果也难再进一步提高，内循环量一般以2Q为限，不宜太高；
3、进入沉淀池的处理水要保持一定浓度的溶解氧，减少停留时间，防止产生厌氧状态和污泥释放磷的现象出现，但溶解氧浓度也不宜过高，以防循环混合液对缺氧反应器的干扰。
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