膜生物反应器在污水处理中的应用
1、MBR应用情况
目前，越来越多的国家将MBR用于生活污水和工业废水的处理。表1中列出了一些发达国家近年来MBR的应用情况。
MBR的应用情况 国家 应用单位 膜供应商 处理水量（m3/d） 处理对象 荷兰［1］ Beverwijk 处理厂 240 生活 荷兰** Varsseveld 处理厂 18 000 生活 英国［2］ Porlock 处理厂 Kubota 1900 生活 英国 Swanage 处理厂 Kubota 13 000 生活 英国 Daldowie 处理厂 Kubota 10 800 生活 英国 Wraxall 处理厂 Kubota 290 生活 德国［3］ Buechel 处理厂 Kubota 960 生活 德国 Markranstadt 处理厂 Zenon 6000* 生活 德国 Erftverband 处理厂 1500* 生活 德国** Monheim 处理厂 5000* 生活 德国** Kaarst 处理厂 40000* 生活污 水 爱尔兰 Avonmore公司 Kubota 7100 工业废水 爱尔兰 Minchmalt厂 Kubota 1720 工业废水 比利时［4］** Heist 处理厂 30000*** 生活 比利时** Schilde 处理厂 14000*** 生活 奥地利［5］ Halbenrain 处理厂 100 垃圾渗滤液 奥地利 Zenon 270 生活 瑞士** Zenon 5 000 生活 以色列［6］ Jerusalem 处理厂 4 000 生活 美国［7］ 24座 处理厂 Zenon ＜7500 城市 加拿大 9座 处理厂 Zenon 城市 日本［8］ 300余座 小区 回用 日本 150余座 工业废水 注：*原文中单位为inh，估计是inhabitants的缩写 ，其义为人口当量，此处按照1 inh=0.5m3/d估算。** 处理厂仍在设计建设中。***原文中单位为人口当量（Population Equivalents，PE），此处按照1 PE=0.5m3/d估算。
注：*原文中单位为inh，估计是inhabitants的缩写 ，其义为人口当量，此处按照1 inh=0.5m3/d估算。** 污水 处理厂仍在设计建设中。***原文中单位为人口当量（Population Equivalents，PE），此处按照1 PE=0.5m3/d估算。
在欧洲大部分国家由于国土面积小，地面水体因径流距离较短而导致其自净能力差、生态系统脆弱、易受污染。MBR由于其占地面积小和出水水质优良，在欧洲受到了相当程度的重视，有许多污水处理厂都运用MBR工艺进行了中试规模的污水处理研究，并计划进行工业规模的应用。
荷兰在处理能力为240m3/d的中试取得成功以后，正在建造处理能力为18000m3/d的MBR污水处理厂，并计划从2003年开始建造处理能力为（6～24）×104m3/d的MBR污水处理厂。
德国已经建成5家大规模使用MBR的污水处理厂，累计处理能力为21000m3/d；另有两家污水厂已在规划中，其中一家位于Kaarst的污水处理厂设计服务人口为8万人，使用膜面积总计为88000m2，预算为4600万德国马克，建成后将是世界上最大的使用MBR的污水处理厂。
美国和加拿大已有许多投入运行的MBR污水处理厂取得了较好的效果。
日本对于MBR的使用较为普遍，主要是用于小区污水的处理与回用及工业（如食品、饮料制造业）废水处理。
荷兰Xflow公司开发的MBR在生活污水和食品、林业、造纸等工业废水处理中得到了广泛的应用，工业废水累计处理流量为245m3/h，其中一家规模最大的生活污水处理厂的处理能力为1100m3/h。
2、MBR的优势与改进
2.1MBR的优势
MBR与传统工艺相比有以下明显优势：
①由于取消了二沉池及将污泥浓度提高了2～5倍，减小了占地面积。
②出水水质好，可直接回用。出水中SS低于检测限；耐热大肠杆菌被完全除去，噬菌体数量比传统工艺出水低100～1000倍；对于重金属的去除很明显（尤其是Cu、Hg、Pb、Zn等），但其去除率取决于金属离子与污泥吸附的程度；有毒的微污染物（如杀虫剂、多环芳烃等）几乎全部吸附在污泥上，因此可与SS同时被去除。
③生物处理单元中污泥浓度高、泥龄长，对有机物的去除率高。
④对于氮、磷污染物有较高的去除率，出水可满足TP＜0.15mg/L、TN＜2.2mg/L的环境最大容忍限度（MaximumTolerableRisk，MTR）。
⑤污泥产量少，降低了对剩余污泥处置的费用，但MBR污泥的絮体较小且粘度较高。也有试验发现，MBR污泥的浓缩性能和脱水性能与传统工艺产生的污泥并无大的差异。
2.2存在的问题及改进措施
MBR在显示出许多传统工艺无法比拟的优点时，也暴露出一些尚需改进的地方，这是研究人员关注的焦点。
2.2.1预处理工艺
荷兰的Bentem等人在进行处理能力为10m3/h的MBR中试研究时，对4种不同的格栅进行了对比试验，栅孔的尺寸为0.25～0.75mm.试验发现，对原水进行预处理后，原水中的SS可去除30%～60%，这样可以改变原水成分，从而改善后续工艺的处理效果，减轻膜污染，减小剩余污泥产量并改善污泥性状。随着SS的去除，COD也有10%～15%的去除。通过中试，Bentem等人认为在使用MBR处理污水时，采用格栅进行预处理是非常必要的。
2.2.2膜污染与清洗
膜工艺的一大缺点是膜在运行一段时间以后会因为膜受到污染而导致膜通量的降低，如何减缓膜污染进程从而维持膜通量是应用膜工艺时所面临的一大挑战。
英国学者认为主要有三大因素影响膜污染，即膜本身的性质、活性污泥的性质和MBR的运行条件三者相互影响。膜材质决定了膜的亲水性和膜孔隙率，膜孔的尺寸则会影响过膜压差（TransmembranePressure，TMP）的大小；反应器的构造与错流的速率（CrossFlowVelocity，CFV）将影响到活性污泥中胞外聚合物（ExtracellularPolymericSubstances，EPS）的生成、污泥絮体结构和大小以及溶解物的性质；MBR中的HRT/SRT则直接影响到污泥的浓度和EPS的形成与生长。
荷兰研究者在试验中发现，导致膜污染的最重要因素是滤饼层的形成，而原水中的杂质、污泥的性质、MBR的水力学特性以及膜清洗等因素都会影响滤饼层的形成及性质。为了防止滤饼层的形成，以下几点非常重要：
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