导 读
近些年来，由于我国大力倡导清洁生产、循环经济、节能降耗、集约用地的大环境下，MBR项目大批量建设，而这则得益于MBR高负荷、长泥龄、高效截流、占地少等突出优点。
因此，不少水友都想了解MBR、熟悉MBR、掌握MBR。
与其干巴巴的罗列知识点，不如来看看实例。接下来，就让我们一起走进瑞典亨利克斯达尔（Henriksdal）污水处理厂，世界上最大的MBR污水处理厂之一。
亨利克斯达尔污水处理厂概况
亨利克斯达尔污水处理厂位于瑞典首都斯德哥尔摩市，耗资40亿，共安装了1008个膜生物反应器，膜表面积约160万米，相当于230个足球场。
亨利克斯达尔污水处理厂处理工艺
关于MBR工艺，10个水处理人最关心的问题
| 中空纤维膜组件和板式膜组件的比较 | |
| 中空纤维膜组件 | 板式膜组件 |
| 中空纤维膜膜丝柔性, 可反冲洗 | 支撑板式平板膜:膜片为刚性, 不可反冲洗 |
| 独立的清洗 | 独立的清洗 |
| 填充密度 160m²/m³ | 填充密度 80m²/m³ |
| 典型膜通量：15L/m²h | 典型膜通量：20L/m²h |
| 缠绕式纤维物质，污泥堵塞, 卡在纤维间，无法通过反冲去除 | 沟槽式,低填充密度，堆积在板间， 始于板固定处，没有反冲洗 |
| 化学清洗 | 化学及机械清洗 |
膜材质 | PVDF | PES | PTFE |
制膜工艺 | 相转化法 | 相转化法 | 拉伸法 |
膜孔径大小 | 易制成孔径小于0.05 µm的膜 | 一般膜最小孔径只能做到0.1µm | |
膜孔径均匀性 | 好 | 较好 | 差 |
污染物截留率 | 高 | 较高 | 较低 |
膜通量衰减率 | 低 | 低 | 高 |
亲水性 | 好 | 好 | 较差 |
膜丝拉伸强度 /N | 200~700 | 100~300 | 50~100 |
耐次氯酸钠性能 | 较好 | 差 | 好 |
耐酸碱性能 | 一般，耐 pH 范 围 2~11 | 较好，耐 pH 范 围 1~12 | 好，耐 pH 范围 0~14 |
膜化学药洗成本 | 低 | 低 | 高 |
运行能耗 | 低 | 一般 | 高 |
膜按照孔径分可以分为以下4类，国内外使用的膜生物反应器大部分滤膜孔径集中在0.05-0.4μm之间，基本介于超滤、微滤膜临界点附近。
目前，超滤膜应用呈增加趋势。虽然微滤膜首次采购成本比超滤膜略低，但超滤膜在膜化学清洗和消毒方面节约的药剂费用即可弥补膜的差价；又由于超滤膜使用寿命长、换膜成本低，对传统污染物和新污染物的去除效率更高。
膜的通量是由膜材料和结构决定的，对于某一特定的膜处理单元，其孔隙率和通量是存在上限的。膜材料在减小孔径的同时必须牺牲通过量，同时还要兼顾强度、保证长期运行，这就导致了通量是一个定值。
问题五：考虑低碳节能要求，MBR工艺有哪些设计要点？
1）合理的设计膜通量。膜通量应按照国家标准和规程取值，不宜小于15L/(m2·h)。合理地设计膜通量，可以减少工程投资、占地面积、运行能耗、运营成本及碳排放量等。
2）膜吹扫曝气形式。宜采用节能的大气泡脉冲曝气，设计膜吹扫标准气水比宜≤6m3/m3 。
3）MBR膜。宜选用膜孔径≤0.05µm的PVDF 材质的中空纤维膜，膜丝拉伸强力不宜＜200N。在保证足够的开孔率的前提下，选择膜孔径≤0.05µm的小孔径超滤膜，能有效提升膜抗通量衰减的能力，延长膜的使用寿命，降低膜的维护成本，提高污水厂出水的可靠性和生物安全性。
4）膜池污泥浓度。最佳取值为10~12g/L。
5）处理工艺。宜采用脱氮效果好、运行能耗低的改良型两级AO-MBR 工艺，生化系统及膜池一级回流。
6）鼓风系统。调节需考虑不同水质/水量的匹配，必要时可利用模型进行多工况计算验证，以便更好地节能调控。
问题六：与其他工艺相比，MBR的投资运营成本如何？
膜组件的价格基本和污水处理厂的规模成正比，而常规污水处理厂的规模越大越经济。
MBR工艺的土建成本较传统活性污泥工艺低17%；MBR工艺的机械设备以及电气投资比传统活性污泥法高7%；膜组件的费用占整个污水处理厂投资的10%~30%。
在相同的出水水质前提下，在生物处理基本工艺相同的条件下，MBR工艺的出水水质与活性污泥+膜过滤工艺基本相同。从一些实际情况来看，MBR工艺的投资要比活性污泥工艺+膜过滤工艺低一些。
MBR的运行维护费用主要在膜曝气以及膜更换费用
问题七：MBR哪些运行参数对膜污染影响最大？
1）污泥停留时间（SRT）：SRT由排泥频率和排泥量决定，直接影响着膜污染。当SRT降低时污泥混合液中的生物污染物质浓度增加，加重了膜污染。
2）曝气强度和方式：好氧微生物的氧气来源于反应器底部的曝气设备，曝气产生水流剪切力冲刷膜表面，减轻膜污染。曝气不足时会导致污泥悬浮液中细菌种群的变化并且影响相关的生物溶解产物的释放，造成严重的膜污染。
3）出水方式：在间歇性的出水模式下，MBR 中会产生一定的反冲刷效果，在曝气作用的扰动下，达到控制膜污染的效果。
4）温度和pH：pH值主要对污泥的性能产生较大的影响；一方面温度的上升会导致污泥悬浮液粘度降低，另一方面促进微生物释放SMP和EPS，导致严重的膜污染。
5）进水水质和污泥负荷：污泥负荷与水力停留时间、污泥浓度以及进水水质是密切相关的，直接影响着污水生物处理的效果。
6）错流速率：在膜表面产生的剪切力以及由剪切力引起的反向扩散主要由错流行为产生，进而减轻膜污染。
7）跨膜压差：浓差极化作用和滤饼层污染在压力超过临界跨膜压差时加强，此时膜污染行为更加明显。
问题八：为了不堵膜就要尽可能地降低污泥浓度？
堵膜是MBR应用中的常见的问题，而堵膜的是污泥，尤其是污泥浓度过高的时候，因此就有降低污泥浓度来避免堵膜的误解，这恰恰又陷入了另一个误区。
问题九：MBR膜污染，究竟该如何控制？
MBR膜污染的控制方法是综合性的，主要分为预防和清洗两大类，其中改良膜性质、优化工艺参数和操作条件、调控污泥混合液膜过滤性、膜污染清洗方法等。
1）通过对水力学的控制可以防止污泥悬浮液在膜表面产生的滤饼层，进而减轻膜污染。
2）预处理可以改善原水水质，并除去固体类型悬浮态物等。
3）通过混凝剂、氧化剂、粉末活性炭等处理由溶解性有机污染物产生的膜孔堵塞和凝胶层污染，适用于混合液膜过滤性比较差的情况。
4）在线清洗：在线物理清洗可去除由悬浮污泥产生的滤饼层膜污染，适用于滤饼层膜污染比较明显的情况。由胶体和溶解性有机物产生的膜孔堵塞和凝胶层污染更合适用在线化学清洗方法加以去除。
5）超声波清洗可去除滤饼层和凝胶层污染。
6）改善膜面流体力学条件：反应器布局结构的改变可以影响膜组件表面的浓差极化进而降低膜污染；或通过加大反应器内部水流搅动、加强曝气对膜表面的剪切力，使截留在膜表面的溶质被及时去除。
问题十：如何使用化学清洗解决膜污染问题？
物理清洗无法阻止不可逆污染的发生，必须通过化学清洗手段来恢复通量，即用化学药剂对膜进行浸泡和清洗。
众所周知，MBR供应商都有自己的强力清洗配方，主要区别是清洗剂浓度和清洗方法。以MBR供应商Z公司为例：
转载：环保水圈
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