MBR膜污水處理系統(tǒng)
生物膜法是屬于好養(yǎng)生物處理的方法，它是將廢水通過好氧微生物和原生動物，后生動物等在載體填料上生長繁殖形成的生物膜，吸附和降解有機(jī)物，使廢水得到凈化的方法。根據(jù)裝置的不同，生物膜法可分為生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、接觸氧化法和生物流化床等四類。
生物膜法處理污水的基本流程
廢水經(jīng)初次沉淀池后進(jìn)入生物膜反應(yīng)器，廢水在生物膜反應(yīng)器中經(jīng)需氧生物氧化去除有機(jī)物后，再通過二次沉淀池出水。
生物膜法處理污水機(jī)理
（1）、 生物膜的構(gòu)造特征
生物膜(好氧層＋兼氧層＋厭氧層)＋附著水層(高親水性)。
（2）、 降解有機(jī)物的機(jī)理
①微生物：沿水流方向為細(xì)菌——原生動物――后生動物的食物鏈或生態(tài)系統(tǒng)。具體生物以菌膠團(tuán)為主、輔以球衣菌、藻類等，含有大量固著型纖毛蟲（鐘蟲、等枝蟲、獨縮蟲等）和游泳型纖毛蟲（楯纖蟲、豆形蟲、斜管蟲等），它們起到了污染物凈化和清除池內(nèi)生物（防堵塞）作用。
②污染物：重→輕(相當(dāng)多污帶→α中污帶→β中污帶→寡污帶)。
③供氧：借助流動水層厚薄變化以及氣水逆向流動，向生物膜表面供氧。
④傳質(zhì)與降解：有機(jī)物降解主要是在好氧層進(jìn)行，部分難降解有機(jī)物經(jīng)兼氧層和厭氧層分解，分解后產(chǎn)生的H2S，NH3等以及代謝產(chǎn)物由內(nèi)向外傳遞而進(jìn)入空氣中，好氧層形成的NO3--N、NO2--N等經(jīng)厭氧層發(fā)生反硝化，產(chǎn)生的N2也向外而散入大氣中。
⑤生物膜更新：經(jīng)水力沖刷，使膜表面不斷更新（DO及污染物），維持生物活性（老化膜固著不緊）。
MBR膜污水處理系統(tǒng)生物膜的凈化特征
（1）、微生物相方面：
①微生物的多樣化：生物膜是由細(xì)菌、真菌、藻類、原生動物、后生動物以及一些肉眼可見的蠕蟲、昆蟲的幼蟲組成（濾池蠅具有抑制生物膜過速增長的功能）。
②生物的食物鏈長：生物膜上的食物鏈要長于活性污泥，因此污泥量少于活性污泥系統(tǒng)。
③能夠存活時間長的微生物：SRT與HRT無關(guān)，因此硝化菌和亞硝化菌也得以繁衍、增殖，因此生物膜法的各種工藝都具有硝化功能，采取適當(dāng)運行方式，可脫氮。
④分段運行與優(yōu)勢菌種：生物膜法多分多段運行，每段繁衍與本段水質(zhì)相適應(yīng)的微生物。
（2）、生物膜法處理污水工藝方面的特征
①對水質(zhì)、水量變動有較強(qiáng)的適應(yīng)性：一段時間中斷進(jìn)水，對生物膜也不會有致命影響，通水后易恢復(fù)。
②污泥沉淀性良好：污泥比重較大 ，且顆粒較大，易沉淀；但厭氧層過厚時，脫落的細(xì)小非活性懸浮物分散于水中，使水的澄清度下降。
③微生物量多，處理能力大、凈化功能強(qiáng)：附著生長，故生物膜含水率低，單位池容的生物量是活性污泥法的5~20倍，因而具有較大處理能力，凈化功能顯著提高。
④能夠處理低濃度廢水：生物膜能處理活性污泥法不能處理的低濃度污水和微污染的原水，使B0D5降至5~10mg/L。
⑤易于維護(hù)運行，節(jié)能，動力費用低；如生物轉(zhuǎn)盤、生物濾池等，去除單位BOD的耗電量較少。
膜生物反應(yīng)器分離式和一體式兩種，其中一體式一次性投資費用多于分離式，而分離式的運行費用多于一體式。決定膜生物反應(yīng)器運行費用的關(guān)鍵在于動力費用和更換生物膜的費用，其中一體式膜生物反應(yīng)器的運行費用更多取決于生物膜更換費;相反分離式膜生物反應(yīng)器的運行費用則更多的取決于動力費。
在膜生物反應(yīng)器長期的使用過程中，盡管一體式一次性投資費用多于分離式，但投入運行后一體的運行費用同分離式相比減少了25%。其中，兩種膜生物反應(yīng)器的運行能耗為：分離式3～4kW˙h/m3，一體式0.6～2kW˙h/m3，活性污泥污水處理的能耗僅有0.3～0.4kW˙h/m3，不難看出膜生物反應(yīng)器運行費用高的很大一部分原因是能耗較大。就一體式膜生物反應(yīng)器而言，其能耗中占比例的是工藝泵和鼓風(fēng)機(jī)。
MBR膜污水處理系統(tǒng)數(shù)據(jù)顯示，在膜生物反應(yīng)器全部能耗中鼓風(fēng)機(jī)占超過九成。所以降低能耗的主要對象是減少鼓風(fēng)機(jī)的能耗，換言之應(yīng)減少曝氣強(qiáng)度。但若曝氣強(qiáng)度下降，比流量也會同步降低，如果要保證其污水處理質(zhì)量，在膜面積和反應(yīng)器體積等方面的成本則會相應(yīng)上升。因此在實際應(yīng)用過程中，為了保證污水處理的質(zhì)量同時提升經(jīng)濟(jì)性，可以選擇減少通量、增大膜面積，不可選擇加大曝氣量。現(xiàn)階段我國內(nèi)膜生物反應(yīng)器在生活污水處理上的應(yīng)用中，一體式所占比例高于分離式。
影響膜生物反應(yīng)器運行穩(wěn)定性的因素有兩個，分別是能夠?qū)ξ鬯幚碣|(zhì)量產(chǎn)生影響的生物動力學(xué)參數(shù)，以及能夠?qū)ξ鬯幚砟芰Ξa(chǎn)生影響的膜分離參數(shù)。
生物動力學(xué)參數(shù)
數(shù)據(jù)顯示，處理生活污水過程中，不同膜生物反應(yīng)器在水力停留時間為1.5h、5.8h，且CODCr容積負(fù)荷為高負(fù)荷情況中擁有相同的處理成效，不同類別的膜生物反應(yīng)器都能去除超過九成的CODCr。這表明出水受容積負(fù)荷和水力停留時間對膜生物反應(yīng)器的運行效果不會產(chǎn)生較大影響，但NH3—N受沖擊負(fù)荷對其運行效果有著較大影響。
膜分離參數(shù)
提升膜通量、延長膜使用時長、減少膜的價格都能夠很大程度上減少膜生物反應(yīng)器的運行成本。在不影響污水處理效果的基礎(chǔ)上，膜通量要盡量提高，進(jìn)而降低膜的使用面積，從而減少基建成本和運行成本。
膜通量的大小受到材料、操作方式、水力環(huán)境等條件的影響。其中微濾膜的操作壓力在0.01~0.3MPa之間。很多從業(yè)人員指出膜有一個臨界壓力值，如果操作壓力未達(dá)到臨界壓力值，膜通量和壓力的大小成正比;如果操作壓力超過臨界壓力值，則會導(dǎo)致膜表面污染加劇，且此時壓力對膜通量的影響不大。
膜生物反應(yīng)器在生活污水處理中存在的問題和解決措施
膜污染與能耗
同傳統(tǒng)的污水處理方法相比，膜生物反應(yīng)器一直存在著膜污染的問題，且該問題始終沒有得到較好的解決。膜污染會導(dǎo)致膜的透水率減小，對污水的處理質(zhì)量有著很大的負(fù)面影響，這也是膜生物反應(yīng)器沒有得到普及的一個重要原因，目前對膜污染的原因和規(guī)律還在深入研究。
