膜生物反应器工艺.doc

膜生物反应器工艺（MBR工艺）是现代膜分离技术与生物技术有机结合的一种新型废水生物处理技术，它利用膜分离装置将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物质有效截留，替代二沉池，使生化反应池中的活性污泥浓度（生物量）大大提高；实现水力停留时间（HRT）和污泥停留时间（SRT）的分别控制，将难降解的大分子有机物质截留在反应池中不断反应、降解。膜—生物反应器工艺通过膜分离技术大大提高了生物反应器的处理效率，与传统的生物处理工艺相比，具有生化效率高、抗负荷冲击能力强、出水水质好且稳定、占地面积小、排泥周期长、易实现自动控制等优点，是目前在高浓度有机废水处理、中水回用处理等领域最有前途的废水生物处理技术之一。

膜分离技术在水处理中的应用与发展

发表日期：2006年11月21日

出处：2004中国水处理年会论文集

作者：高从堦（院士）

（国家海洋局杭州水处理技术研究开发中心，杭州310012）
[摘要]本文扼要地阐述了各种膜分离技术在水处理中的应用现状和发展趋势，这包括微滤、超滤、纳滤、反渗透、渗析、电渗析、液膜、膜接触器、膜反应器和光催化等在水脱盐和净化，改革传统工艺清洁生产、浓缩和分离，工业废水处理和循环回用以及污水资源化等方面的应用和进展，表明了膜分离技术在水处理中的重大作用和广阔的发展前景。[关键词]水处理，膜分离，膜过程，集成膜过程

膜分离作为一高新技术在近40多年来迅速发展为产业化的高效节能分离过程。40多年来，微滤、电渗析、反渗透、人工肾、超滤、液膜、纳滤、渗透汽化、控制释放、膜接触和膜反应等过程相继发展起来，在能源、电子、石化、医药卫生、重工、轻工、食品、饮料行业和人民日常生活及环保等领域均获得广泛的应用，产生了显著的经济和社会效益。社会的需求使膜技术应允而生，也是社会的需求促使膜技术迅速发展，使膜技术不断创新、进步和完善，成为单元操作或集成过程中的关键。下面对膜技术应用和发展简介如下：

1水的脱盐（纯化）和净化
水的净化和纯化包括从水中去除悬浮物、细菌、病毒、无机物、农药、有机物和溶解气体等，在这方面，膜技术发挥了其独特的作用。

1.1海水和苦咸水淡化
上世纪50年代反渗透（RO）的提出就是为了海水淡化，现在反渗透已成为海水淡化制取饮用水最经济的手段，本体吨水耗电在3kwh以下，最大的装置达2.0×105m3/d，自上世纪80年代以来呈迅速增长趋势。同样反渗透也是苦咸水淡化最经济的方法，吨水电耗在0.5～3kwh。最大的反渗透苦咸水装置达1.3×105m3/d，最大的电渗析（ED）苦咸水淡化装置也日产数万吨。目前膜法日产约4.5×106m3海水淡化水和约1.0×107m3苦咸水淡化水,为广大干旱地区提供饮用水和过程用水。这归因于海水反渗透膜性能的大幅度提高、膜组器的改进和配套装置（特别是能量回收装置）的革新。

1.2超纯水和纯水制备
日产高达数万吨和数千吨的反渗透装置广泛地用于电子、电力、医药、化工、饮料、冶金等领域，自上世纪80年代以来，反渗透成为超纯水和纯水制备的优选方法，除了膜的不断发展和改进外，RO＋RO，RO＋IX和RO＋EDI及UV（185nm）降COD和真空脱气等新工艺的采用，都促进

了RO在这一领域的进步。

1.3膜软化
膜软化是基于纳滤（NF）膜对二价离子，特别是二价阴离子的高脱除性而开发的新工艺，与传统的石灰软化和离子交换（IX）相比，它有不消耗大量石灰、盐和碱等药剂，无污泥，不要再生，可完全除悬浮物和大部分有机物，操作简便和占地省等优点。膜软化在美国已很普遍，特别是新上的软化厂多用此新工艺。

1.4饮用水净化和纯化
饮用水的质量直接影响人们的健康。水中的悬浮物、细菌、病毒、重金属、高氟、高盐度、消毒副产物和农药残留物等都构成对健康的威胁。膜技术中微滤（MF）可去除悬浮物和细菌，超滤（UF）可分离大分子和病毒，纳滤可去部分硬度、重金属和农药等有毒化合物，反渗透几乎可除去各种杂质，电渗析可除氟，电化膜过程可对水消毒及可产生酸性水和碱性水，膜接触器（MC）可去除水中挥发性有害物质。所以欧、美、日等国家和地区将膜技术,特别是NF,作为本世纪饮用水净化的优选技术。

2改革传统工艺制备新产品
2.1氯碱制备
全氟磺酸羧酸离子膜电解NaCl水溶液制备NaOH溶液（30～35%）和氯气，该工艺可高电流密度操作，电流效率高，能耗低，转化率高，原料省，纯度高，无污染及投资少，所以逐渐取代传统的汞阴极法和石棉隔膜法。1982年离子膜法的世界碱产量75万吨，而现在年产近2000万吨，吨碱耗电2000～2500kWh左右。

2.2双极膜水离解过程
双极膜是阴、阳离子交换膜之间夹－水离解催化层而成的夹心膜，在直流电场下，可将水分解为H和OH－，理论分解电压为0.83V，实际应用在2V左右。可从盐制备相应的