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RMBR、SMBR、HMBR在中水回用中的应用研究
作者：王英
来源：《环境与发展》2014年第03期
摘要近年来，随着人们对废水处理和中水回用技术逐渐重视，一种将传统生物处理技术与膜分离技术结合起来的MBR工艺受到青睐。本文通过对RMBR、SMBR、HMBR应用原理及优缺点的分析，为实际应用提供参考。 关键词 RMBR SMBR HMBR 中水回用
中图分类号X703.1文献标识码 A文章编号2095-672X（2014）03-0022-03
Abstract： In recent years， as people gradually pay attention to technology for wastewater treatment and water， a MBR technology combined with the traditional biological treatment and membrane separation technology favored. In this paper， through the analysis of RMBR， SMBR， HMBR application and the advantage and disadvantage， provide a reference for practical application.Key words： RMBR；SMBR；HMBR；Water reuse 概述
环保部公布的《2013年中国环境状况公报》显示，2013年全国废水中主要污染物化学需氧量和氨氮的排放量总量分别达到了2352.7万吨和245.7万吨，同比虽然分别了下降了2.9%和3.1%，但全国地表水总体为轻度污染，部分城市河段污染较重。4196个地下水质监测点的水质状况中变好的监测点为15.4%，变差的监测点比例达18.0%，整体水环境现状依然不容乐观。我国是世界上水资源十分匮乏的国家，虽然我国的淡水资源储量丰富，站到世界第四位，但我国的人口基数庞大，人均淡水资源的世界排名只有121位，人均淡水资源拥有量为2200立方米。根据有关部门发布的资料显示，2013年我国全年总用水量为6170亿立方米，较2012年相比增长了0.6%。另外，与发达国家相比我国的水资源利用效率十分低下，水资源浪费现象十分普遍，其中农业用水的利用率不到一半，约为40%～50% ，工业用水的利用率更低，只有30%～40%左右。
有着“城市第二水源”之称的中水可以被广泛应用于城市道路绿化浇灌、厕所冲洗、道路喷洒等等。通过城市污水的再生利用可以大大提升水资源的综合利用效率，减少对水环境的污染。有着“21世纪的水处理技术”美誉的MBR工艺（膜生物反应器工艺）是一种将膜分离技术与生物技术有机结合的一种新型污水处理技术，与传统污水处理工艺相比，MBR具有占地面积少、操作简便、易管理，污泥停留时间与水力停留时间分离等优点而被广泛应用于生活污水、垃圾渗滤液和一般有机工业废水的处理中。
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1MBR工艺及其类型 1.1MBR工艺机理
膜-生物反应器（Membrane Bio-Reactor，简称MBR），这是一种将膜分离技术与生物处理技术二者结合起来的一种新型废水处理工艺，与以往传统的活性污泥法处理废水不同的是，膜-生物反应器实现了以膜组件来代替以往生物处理技术末端二沉池，省掉了二沉池。它利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物截留住，让生物反应器中的污泥浓度保持活性高的特点，以此来提高生物处理的有机负荷，最后通过保持低污泥负荷来减少剩余污泥量。
1.2MBR工艺类型
根据膜组件和生物反应器的相对位置，可以将膜生物反应器分为：分置式膜生物反应器（Recirculated Membrane Bio-Reactor，RMBR）、一体式膜生物反应器（Submergered Membrane Bio-Reactor，SMBR）和复合式膜生物反应器（Hybrid MembraneBio-Reactor，HMBR）。
2RMBR、SMBR、HMBR工艺原理及优缺点 2.1RMBR 2.1.1RMBR原理
分置式膜生物反应器（RMBR）是通过将生物反应器与膜组件分开，把生物反应器中的混合液通过增压后提升到膜组件的过滤一端，这样在外在压力作用下生物反应器中混合液透过膜之后变成为了系统处理水，从而达到去污效果。RMBR应用在日处理水量36吨的城市污水中发现，化学需氧量去除率达90%以上，氨氮的去除率达95%以上。经过RMBR处理过的城市污水，其出水中的水质化学需氧量浓度小于20mg/L、氨氮的质量浓度小于小于1mg/L，浊度小于0.1NTU。 2.1.2RMBR优势
RMBR工艺具有运行稳定，便于管理、易于操作，尤其是膜的更换、增设、清洗较为方便，单位面积膜的水通量大，此外，膜组件与生物反应器之间相对独立，互相影响不大。 2.1.3RMBR不足
但RMBR工艺处理污水的不足之处也较多，主要表现在：对动力要求较大，能耗消耗大，单位产水的运行费用较高；由于需要增压引入循环泵的使用，泵内产生的高剪切力会破坏生物絮体而降低其生物活性。
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2.2SMBR 2.2.1SMBR原理
为了解决RMBR运行能耗高的不足，人们研发出了第二代MBR，即SMBR。SMBR是直接将膜组件安装在生物反应器内部，因此又被称为淹没式膜生物反应器，曝气器设置在膜的正下方，混合液随气流向上流动，在膜表面产生剪切力，其中大部分污染物被混合液中的活性污泥去除，再在负压作用下由膜过滤出水。这种工艺是依据重力或水泵抽吸所产生的负压或真空泵作为出水的动力。白晓慧[1]等选择用一体式膜生物反应器工艺对生产医药过程中的体酰氯废水进行处理实验后发现，原水化学需氧量为7000-51550mg/L，PH值为4-13时，厌氧池去除率在50%左右，采取一体式膜生物反应器工艺处理中，膜生物反应器处理效率在80%以上，COD去除率最高达96%，出水水质的各项指标均达到排放标准。 2.2.2SMBR优势
SMBR由于是直接将膜组件放置在生物反应器内，因此其整体性增强，极大地减少了占地面积，依靠空气搅动产生膜表面的错流，减少了对大功率循环泵的依赖，可以节约运行动力费用。
2.2.3SMBR不足
SMBR工艺也存在一些需要改进的地方，主要表现在：SMBR也有诸多不足之处，主要表现在氧利用率低、膜污染严重、需要定期清洗等问题[2]。此外，还存在出水不连续，单为膜面积的水通量较低，一般仅为5-10L/m2·h。 2.3HMBR 2.3.1HMBR原理
HMBR严格意义上来说也属于SMBR，也是将膜组件放置于生物反应器之中，通过重力或负压出水，所不同的是生物反应器的型式（在生物反应器内加装填料，实现膜的截留与微生物降解相结合）。HMBR通过在生物反应器中加装填料，可以达到提高处理系统的抗冲击负荷，降低反应器中活性污泥的浓度，在维持膜通量的基础上延缓膜污染量。李军等人[3]以粉末活性炭（PAC）作为填料对北方某大学教工宿舍化粪池中的生活污水进行为期100天的HMBR处理实验。进水化学需养量为182-350mg/L，平均为292.62 mg/L；BOD5/COD平均为191.36 mg/L；氨氮为46-91 mg/L，平均为78.18 mg/L，SS为76-158 mg/L，平均为136 mg/L。经过HMBR处理后的污水，化学需氧量始终稳定在25mg/L以下；NH4+-N 2.3.2HMBR优势
RMBR、SMBR、HMBR在中水回用中的应用研究??
