膜生物反應(ying)器(qi)作為中(zhong)水回用(yong)技術(shu)將會愈來愈具有(you)經濟、技術(shu)上(shang)的(de)(de)(de)競(jing)爭優勢。預(yu)計中(zhong)水回用(yong)將是MBR在(zai)我國(guo)推(tui)廣應(ying)用(yong)的(de)(de)(de)主要方向。目前我國(guo)膜生物反應(ying)器(qi)在(zai)中(zhong)水回用(yong)中(zhong)的(de)(de)(de)應(ying)用(yong)實例尚(shang)少，需結(jie)合我國(guo)的(de)(de)(de)經濟發展水平和MBR工藝的(de)(de)(de)特(te)點，進(jin)(jin)一步加(jia)強研(yan)究以推(tui)動其(qi)工程化應(ying)用(yong)的(de)(de)(de)進(jin)(jin)程。

膜(mo)(mo)生物反應(ying)(ying)器(MBR)是一種由膜(mo)(mo)分離單元(yuan)與(yu)生物處(chu)理(li)單元(yuan)相(xiang)結合的新型(xing)水(shui)(shui)處(chu)理(li)技(ji)術，與(yu)傳統的生化(hua)處(chu)理(li)技(ji)術相(xiang)比，MBR具有以(yi)(yi)下主(zhu)要(yao)特點：處(chu)理(li)效率(lv)高(gao)、出水(shui)(shui)水(shui)(shui)質(zhi)好(hao)；設備(bei)緊湊、占地面積小；易實現自(zi)動控制(zhi)、運行管理(li)簡單。80年代以(yi)(yi)來，該技(ji)術愈(yu)來愈(yu)受(shou)到重(zhong)視，成為(wei)水(shui)(shui)處(chu)理(li)技(ji)術研究的一個(ge)熱點。目前，膜(mo)(mo)生物反應(ying)(ying)器已應(ying)(ying)用于美國、德國、法國、日本和(he)埃(ai)及等十多(duo)個(ge)國家，處(chu)理(li)規模在6～13000 m3/d。

1MBR在我國的(de)應用現狀

近兩年來，膜生物反應器在國內已進入了實用化階段。 MBR系統的處理對象從生活污水擴展到高濃度有機廢水和難降解工業廢水，如制藥廢水、化工廢水、食品廢水、屠宰廢水、煙草廢水、豆制品廢水、糞便污水、黃泔污水等。從目前的趨勢看，中水回用將是MBR在我國推廣應用的主要方向。表1列舉了MBR在我國的應用實例及處理效果。這些應用實例表明：MBR對生活污水、高濃度有機廢水與難降解工業廢水的處理效果良好。
2MBR在(zai)中(zhong)水回(hui)用中(zhong)的(de)經濟分(fen)析

根據污(wu)(wu)水(shui)水(shui)量(liang)、水(shui)質及處(chu)(chu)理難易程度的(de)(de)(de)不同(tong)，MBR處(chu)(chu)理工(gong)業(ye)廢(fei)水(shui)的(de)(de)(de)一次性(xing)(xing)投資(zi)(zi)通常在4000 ～10000 元/m3，應用(yong)于(yu)中水(shui)回(hui)用(yong)系統(tong)的(de)(de)(de)MBR(規模為(wei)10～500 m3/d)的(de)(de)(de)一次性(xing)(xing)投資(zi)(zi)為(wei)2500～5000 元/m3，處(chu)(chu)理規模越(yue)大，單位處(chu)(chu)理污(wu)(wu)水(shui)量(liang)的(de)(de)(de)一次性(xing)(xing)投資(zi)(zi)越(yue)低。本文以處(chu)(chu)理規模為(wei)240 m3/d的(de)(de)(de)回(hui)用(yong)系統(tong)做一初(chu)步(bu)的(de)(de)(de)技術經濟分析。

2.1不同MBR系統的費(fei)用(yong)分析

采(cai)取(qu)費用(yong)比(bi)較法(fa)進行(xing)(xing)3類(lei)MBR系統(tong)的經(jing)濟分(fen)析，它包(bao)括兩部(bu)分(fen)：MBR系統(tong)的工程建(jian)設費用(yong)及運行(xing)(xing)費用(yong)。

表(biao)1MBR在我國的(de)應(ying)用實例

工(gong)程建設費(fei)(fei)用(yong)=基(ji)建費(fei)(fei)用(yong)(建筑工(gong)程費(fei)(fei)+設備(bei)購置及安裝費(fei)(fei)+不可預見工(gong)程費(fei)(fei))+膜的購置費(fei)(fei)用(yong)。 運(yun)(yun)行費(fei)(fei)用(yong)=設備(bei)折舊費(fei)(fei)用(yong)(以10 a計)+膜更(geng)換(huan)費(fei)(fei)用(yong)+動力(li)費(fei)(fei)用(yong)+其他費(fei)(fei)用(yong)(人員工(gong)資+維修清洗費(fei)(fei) )。3類(lei)MBR系(xi)統(tong)的建筑工(gong)程費(fei)(fei)和(he)運(yun)(yun)行費(fei)(fei)用(yong)分別見表(biao)2，表(biao)3(技術設計費(fei)(fei)用(yong)均未(wei)考(kao)慮)。 從(cong)表(biao)2，表(biao)3可以看出(chu)：(1)3類(lei)MBR系(xi)統(tong)的一(yi)次(ci)(ci)性投(tou)資費(fei)(fei)用(yong)大小依次(ci)(ci)為：無機(ji)膜MBR＞一(yi)體式(shi)(shi)MBR＞分離式(shi)(shi)MBR；(2)運(yun)(yun)行費(fei)(fei)用(yong)大小依次(ci)(ci)為：無機(ji)膜MBR＞分離式(shi)(shi)MBR＞一(yi)體式(shi)(shi)MBR；

表2不同(tong)MBR系(xi)統的建筑工(gong)程費用

(3)影響(xiang)(xiang)MBR系(xi)統(tong)(tong)(tong)運(yun)(yun)行(xing)(xing)費(fei)用(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)主要因(yin)(yin)素是(shi)(shi)動(dong)力費(fei)用(yong)(yong)(yong)(yong)與(yu)膜的(de)(de)(de)更換費(fei)用(yong)(yong)(yong)(yong)。膜的(de)(de)(de)更換費(fei)用(yong)(yong)(yong)(yong)是(shi)(shi)影響(xiang)(xiang)一(yi)體式(shi)MBR系(xi)統(tong)(tong)(tong)運(yun)(yun)行(xing)(xing)費(fei)用(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)關鍵(jian)因(yin)(yin)素；而動(dong)力費(fei)用(yong)(yong)(yong)(yong)是(shi)(shi)影響(xiang)(xiang)分(fen)離(li)式(shi)MBR系(xi)統(tong)(tong)(tong)運(yun)(yun)行(xing)(xing)費(fei)用(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)關鍵(jian)因(yin)(yin)素。在(zai)3種(zhong)MBR系(xi)統(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)建(jian)筑工程費(fei)用(yong)(yong)(yong)(yong)中，一(yi)體式(shi)MBR與(yu)分(fen)離(li)式(shi)MBR的(de)(de)(de)一(yi)次(ci)性投資基(ji)本相當，而一(yi)體式(shi) MBR的(de)(de)(de)運(yun)(yun)行(xing)(xing)費(fei)用(yong)(yong)(yong)(yong)為(wei)(wei)(wei)(wei)分(fen)離(li)式(shi)MBR的(de)(de)(de)75%。我國是(shi)(shi)缺(que)水(shui)(shui)(shui)國家，北方地(di)區缺(que)水(shui)(shui)(shui)更為(wei)(wei)(wei)(wei)嚴重，許(xu)多城市不(bu)得不(bu)采取限量供水(shui)(shui)(shui)和超量用(yong)(yong)(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)加倍收費(fei)等措施。因(yin)(yin)此，中水(shui)(shui)(shui)回(hui)用(yong)(yong)(yong)(yong)對于(yu)合理(li)用(yong)(yong)(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)和節(jie)(jie)約水(shui)(shui)(shui)資源勢在(zai)必行(xing)(xing)。以北京市2000年供水(shui)(shui)(shui)價格為(wei)(wei)(wei)(wei)例，居民生活用(yong)(yong)(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)價格為(wei)(wei)(wei)(wei)1.8元(yuan)/m3；賓館、洗車、洗浴(yu)等行(xing)(xing)業供水(shui)(shui)(shui)價格為(wei)(wei)(wei)(wei)3.0～5.0元(yuan)/m3。一(yi)體式(shi)膜生物反應器總(zong)運(yun)(yun)行(xing)(xing)成本為(wei)(wei)(wei)(wei)1.9元(yuan)/m3 ，用(yong)(yong)(yong)(yong)于(yu)中水(shui)(shui)(shui)回(hui)用(yong)(yong)(yong)(yong)具有明顯的(de)(de)(de)競(jing)爭優勢。同時可節(jie)(jie)省(sheng)水(shui)(shui)(shui)資源，具有環境效益和經濟效益。

2.2影(ying)響(xiang)MBR技術經濟(ji)評價(jia)的(de)(de)(de)相關因素(su)分析目前，對(dui)MBR系統(tong)(tong)的(de)(de)(de)技術經濟(ji)分析的(de)(de)(de)結論存(cun)在(zai)(zai)較大的(de)(de)(de)差別。主要是由于在(zai)(zai)MBR系統(tong)(tong)設計(ji)中(zhong)，對(dui)膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)處理能(neng)力(膜(mo)(mo)(mo)(mo)通量(liang))與膜(mo)(mo)(mo)(mo)使用壽命的(de)(de)(de)估計(ji)存(cun)在(zai)(zai)很大的(de)(de)(de)差別，直接影(ying)響(xiang)對(dui)膜(mo)(mo)(mo)(mo)生(sheng)物反應器的(de)(de)(de)經濟(ji)評價(jia)。在(zai)(zai)表2中(zhong)，一體(ti)式MBR(國產膜(mo)(mo)(mo)(mo))膜(mo)(mo)(mo)(mo)通量(liang)設定為8.33 L/(m2·h)，膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)使用壽命為2a，膜(mo)(mo)(mo)(mo)價(jia)格為150元(yuan)/m2。下文僅討論膜(mo)(mo)(mo)(mo)通量(liang)、膜(mo)(mo)(mo)(mo)的(de)(de)(de)使用壽命及膜(mo)(mo)(mo)(mo)價(jia)格的(de)(de)(de)單(dan)因素(su)變化對(dui)一體(ti)式膜(mo)(mo)(mo)(mo)生(sheng)物反應器運行費用的(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)，統(tong)(tong)計(ji)結果見(jian)圖(tu)1，圖(tu)2和圖(tu)3。

從圖1～圖3可(ke)以得(de)出(chu)：膜(mo)(mo)通量的(de)(de)提(ti)高、膜(mo)(mo)壽(shou)命(ming)的(de)(de)延(yan)長(chang)、膜(mo)(mo)價格的(de)(de)降(jiang)(jiang)(jiang)低中任(ren)何單一因素的(de)(de)研究進(jin)展均會大幅度(du)降(jiang)(jiang)(jiang)低MBR的(de)(de)運行費(fei)(fei)用。隨著(zhu)膜(mo)(mo)制(zhi)造技術的(de)(de)進(jin)步，膜(mo)(mo)質(zhi)量的(de)(de)提(ti)高和膜(mo)(mo)制(zhi)造成(cheng)本的(de)(de)降(jiang)(jiang)(jiang)低，MBR的(de)(de)投資(zi)與運行費(fei)(fei)用也會隨之(zhi)大幅度(du)降(jiang)(jiang)(jiang)低。如聚(ju)乙(yi)烯中空(kong)纖維膜(mo)(mo)等新型膜(mo)(mo)材料(liao)(liao)的(de)(de)開發(fa)已使其成(cheng)本有(you)很大降(jiang)(jiang)(jiang)低。據估算，膜(mo)(mo)還有(you)相當(dang)大的(de)(de)降(jiang)(jiang)(jiang)價空(kong)間，在(zai)未來的(de)(de)3～5 a內，隨著(zhu)膜(mo)(mo)材料(liao)(liao)的(de)(de)改進(jin)和生產規模的(de)(de)擴(kuo)大，膜(mo)(mo)價格有(you)望降(jiang)(jiang)(jiang)為目前的(de)(de)40%～60%。隨著(zhu)膜(mo)(mo)性能的(de)(de)提(ti)高、使用壽(shou)命(ming)的(de)(de)延(yan)長(chang)與膜(mo)(mo)價格的(de)(de)降(jiang)(jiang)(jiang)低，MBR的(de)(de)運行費(fei)(fei)用有(you)望降(jiang)(jiang)(jiang)低到1.0元/m3左右。

3影響MBR應用(yong)的(de)關鍵課題研究

由于膜(mo)(mo)(mo)通(tong)(tong)量(liang)的(de)提(ti)高(gao)、膜(mo)(mo)(mo)壽(shou)命的(de)延長會大幅度(du)降(jiang)低MBR的(de)運行費用，因(yin)此，在保證出水(shui)水(shui)質的(de)前提(ti)下(xia)，膜(mo)(mo)(mo)通(tong)(tong)量(liang)應盡可能(neng)大，這(zhe)樣可減少膜(mo)(mo)(mo)的(de)使用面積(ji)，降(jiang)低基建(jian)費用與運行費用。因(yin)此控制膜(mo)(mo)(mo)污染，保持較(jiao)高(gao)的(de)膜(mo)(mo)(mo)通(tong)(tong)量(liang)，是MBR研究(jiu)的(de)重要(yao)內容。而膜(mo)(mo)(mo)通(tong)(tong)量(liang)與膜(mo)(mo)(mo)材料(liao)、操作(zuo)方式、水(shui)力條件(jian)等因(yin)素密切相關。

3.1膜的選擇

現(xian)有(you)膜(mo)(mo)(mo)可(ke)(ke)分(fen)為有(you)機(ji)(ji)(ji)(ji)膜(mo)(mo)(mo)和無機(ji)(ji)(ji)(ji)膜(mo)(mo)(mo)兩種(zhong)。由(you)于較(jiao)高的(de)投資成本限制了無機(ji)(ji)(ji)(ji)膜(mo)(mo)(mo)生(sheng)物反(fan)應器在(zai)我國的(de)廣泛應用(yong)(yong)，國內MBR系統普遍(bian)采用(yong)(yong)有(you)機(ji)(ji)(ji)(ji)膜(mo)(mo)(mo)。常用(yong)(yong)的(de)膜(mo)(mo)(mo)材料為聚乙烯、聚丙烯等。分(fen)離式(shi)(shi)MBR通常采用(yong)(yong)超濾(lv)膜(mo)(mo)(mo)組(zu)件(jian)，截(jie)留分(fen)子量(liang)(liang)一般在(zai)2～30萬。截(jie)留分(fen)子量(liang)(liang)越大(da)(da)(da)，初(chu)(chu)始膜(mo)(mo)(mo)通量(liang)(liang)越大(da)(da)(da)，但長(chang)期運(yun)行膜(mo)(mo)(mo)通量(liang)(liang)未必越大(da)(da)(da)。張洪宇進(jin)行無機(ji)(ji)(ji)(ji)膜(mo)(mo)(mo)的(de)通量(liang)(liang)衰減(jian)試驗表明(ming)：孔徑0.2μm的(de)膜(mo)(mo)(mo)比0.8 μm的(de)膜(mo)(mo)(mo)更適合于MBR。何(he)義亮(liang)用(yong)(yong)PES平板膜(mo)(mo)(mo)組(zu)件(jian)進(jin)行膜(mo)(mo)(mo)通量(liang)(liang)衰減(jian)規(gui)律的(de)研究發現(xian)：在(zai)該試驗條件(jian)下，膜(mo)(mo)(mo)初(chu)(chu)始通量(liang)(liang)衰減(jian)主要是由(you)于濃差極化引起，膜(mo)(mo)(mo)截(jie)留分(fen)子量(liang)(liang)愈(yu)(yu)小，通量(liang)(liang)衰減(jian)率愈(yu)(yu)大(da)(da)(da)；膜(mo)(mo)(mo)長(chang)期運(yun)行的(de)通量(liang)(liang)衰減(jian)主要是由(you)于膜(mo)(mo)(mo)污(wu)染(ran)引起，膜(mo)(mo)(mo)截(jie)留分(fen)子量(liang)(liang)愈(yu)(yu)大(da)(da)(da)，通量(liang)(liang)衰減(jian)幅(fu)度愈(yu)(yu)大(da)(da)(da)，化學清(qing)洗恢復(fu)率愈(yu)(yu)低。對于淹(yan)沒式(shi)(shi)MBR，既可(ke)(ke)用(yong)(yong)超濾(lv)膜(mo)(mo)(mo)，也可(ke)(ke)使用(yong)(yong)微(wei)濾(lv)膜(mo)(mo)(mo)。由(you)于膜(mo)(mo)(mo)表面的(de)凝膠層也起到了過濾(lv)作用(yong)(yong)，在(zai)處理(li)生(sheng)活污(wu)水時(shi)，微(wei)濾(lv)膜(mo)(mo)(mo)與超濾(lv)膜(mo)(mo)(mo)的(de)出水水質沒有(you)明(ming)顯差別(bie)，因此淹(yan)沒式(shi)(shi)MBR多采用(yong)(yong)0.1～0.4 μm微(wei)濾(lv)膜(mo)(mo)(mo)。

3.2操作(zuo)方式的優化

當(dang)膜(mo)材(cai)料選(xuan)定(ding)后(hou)，其物化性質也(ye)就基(ji)本確(que)定(ding)了，操(cao)(cao)作方(fang)式(shi)就成為(wei)影響膜(mo)污(wu)(wu)染(ran)(ran)的(de)(de)主要(yao)因(yin)素。為(wei)了減緩膜(mo)污(wu)(wu)染(ran)(ran)，反沖(chong)洗是維持分離式(shi)MBR穩定(ding)運行的(de)(de)重要(yao)操(cao)(cao)作，樊(fan)耀波(bo)通過確(que)定(ding)最佳反沖(chong)洗周期(qi)，使分離式(shi)MBR的(de)(de)膜(mo)通量達(da)到60 L/(m2·h)。針對抽(chou)吸淹沒(mei)式(shi)MBR，山(shan)本提出間(jian)歇式(shi)抽(chou)吸方(fang)式(shi)可有效減緩膜(mo)污(wu)(wu)染(ran)(ran)。桂(gui)萍通過研究(jiu)進一步(bu)指出：縮短抽(chou)吸時間(jian)或延(yan)長停吸時間(jian)和增(zeng)加曝(pu)氣量均有利于減緩膜(mo)污(wu)(wu)染(ran)(ran)，抽(chou)吸時間(jian)對膜(mo)阻力的(de)(de)上升影響最大，曝(pu)氣量其次。

不僅污泥(ni)(ni)(ni)濃(nong)度、混合(he)液(ye)粘(zhan)度等影(ying)響(xiang)膜通量，混合(he)液(ye)本身的(de)(de)過濾性(xing)能(neng)，如活性(xing)污泥(ni)(ni)(ni)性(xing)狀，生(sheng)物(wu)相也影(ying)響(xiang)膜通量的(de)(de)衰減。有(you)研究(jiu)表明：粉末(mo)活性(xing)炭與(yu)絮凝(ning)劑(ji)的(de)(de)加入有(you)助于改善泥(ni)(ni)(ni)水分離(li)性(xing)能(neng)，形成(cheng)體積更(geng)大、粘(zhan)性(xing)更(geng)小(xiao)的(de)(de)污泥(ni)(ni)(ni)絮體，減少了(le)膜堵(du)塞(sai)的(de)(de)機會。但絮凝(ning)劑(ji)的(de)(de)過量加入會使(shi)污泥(ni)(ni)(ni)活性(xing)受到抑制，影(ying)響(xiang)反應(ying)器的(de)(de)處理能(neng)力和處理效果。

3.3水力(li)學特性的改善

改善膜(mo)面(mian)附(fu)近料液的(de)(de)流(liu)(liu)(liu)體力學條件(jian)，如提高(gao)流(liu)(liu)(liu)體的(de)(de)膜(mo)面(mian)流(liu)(liu)(liu)速(su)，減(jian)少濃(nong)(nong)差極化(hua)，使被截留的(de)(de)溶質及時被帶走(zou)，能有(you)效降低膜(mo)的(de)(de)污(wu)染(ran)，保持(chi)較高(gao)的(de)(de)膜(mo)通量(liang)。黃霞、何(he)義(yi)(yi)亮(liang)分別采用PAN平板式超(chao)濾膜(mo)、PAN/PS管式膜(mo)組(zu)件(jian)考察不同膜(mo)面(mian)循環流(liu)(liu)(liu)速(su)下(xia)污(wu)泥(ni)濃(nong)(nong)度對(dui)膜(mo)通量(liang)的(de)(de)影(ying)響，發(fa)現MLSS 對(dui)膜(mo)通量(liang)的(de)(de)影(ying)響程(cheng)度與(yu)(yu)膜(mo)面(mian)循環流(liu)(liu)(liu)速(su)有(you)關(guan)(guan)。大(da)量(liang)試(shi)驗表(biao)明：污(wu)泥(ni)過膜(mo)流(liu)(liu)(liu)態為層(ceng)流(liu)(liu)(liu)，遠比紊流(liu)(liu)(liu)時易于(yu)堵塞，因此從理論上(shang)確(que)定不同污(wu)泥(ni)濃(nong)(nong)度下(xia)紊流(liu)(liu)(liu)發(fa)生的(de)(de)最小(xiao)(xiao)膜(mo)面(mian)流(liu)(liu)(liu)速(su)(Vmin)有(you)重要(yao)意義(yi)(yi)。邢(xing)傳宏、彭躍蓮研究均發(fa)現：最小(xiao)(xiao)膜(mo)面(mian)流(liu)(liu)(liu)速(su)與(yu)(yu)污(wu)泥(ni)濃(nong)(nong)度之(zhi)間呈良好的(de)(de)線性關(guan)(guan)系。但他們(men)對(dui)臨(lin)界(jie)膜(mo)面(mian)流(liu)(liu)(liu)速(su)的(de)(de)計算值可能偏高(gao)，因為污(wu)泥(ni)沿(yan)流(liu)(liu)(liu)道流(liu)(liu)(liu)動(dong)的(de)(de)過程(cheng)中(zhong)，水同時透過膜(mo)流(liu)(liu)(liu)出(chu)，增加了流(liu)(liu)(liu)體在(zai)垂直(zhi)方(fang)向的(de)(de)紊動(dong)，從而在(zai)一(yi)定程(cheng)度上(shang)降低了下(xia)臨(lin)界(jie)雷(lei)(lei)諾數(Rek)。何(he)義(yi)(yi)亮(liang)的(de)(de)發(fa)現證(zheng)實(shi)了這一(yi)推論，平板膜(mo)組(zu)件(jian)由紊流(liu)(liu)(liu)到層(ceng)流(liu)(liu)(liu)的(de)(de)Rek為1083，外(wai)壓管式膜(mo)組(zu)件(jian)的(de)(de) Rek為966，均小(xiao)(xiao)于(yu)一(yi)般牛頓流(liu)(liu)(liu)體的(de)(de)下(xia)臨(lin)界(jie)雷(lei)(lei)諾數2000。

分離式(shi)MBR中，一般采用錯流過濾的(de)(de)方式(shi)，這有助于防(fang)止膜(mo)面沉(chen)積(ji)污染。對于一體(ti)(ti)式(shi)MBR，設計合理的(de)(de)流道結構(gou)，提(ti)(ti)高膜(mo)間液(ye)體(ti)(ti)上(shang)升(sheng)流速，使較(jiao)大的(de)(de)曝氣量(liang)起到沖(chong)刷膜(mo)表面的(de)(de)錯流過濾效果顯(xian)得尤(you)為重要。劉銳通(tong)過均(jun)勻設計試(shi)驗，得到適合活性污泥(ni)流體(ti)(ti)的(de)(de)膜(mo)間液(ye)體(ti)(ti)上(shang)升(sheng)模型，提(ti)(ti)出反(fan)應(ying)器結構(gou)對液(ye)體(ti)(ti)上(shang)升(sheng)流速的(de)(de)影(ying)響(xiang)：在同(tong)樣的(de)(de)曝氣強(qiang)度下，反(fan)應(ying)器越(yue)高，上(shang)升(sheng)流通(tong)道越(yue)窄，下降流通(tong)道與底(di)部通(tong)道越(yue)寬，則越(yue)能(neng)獲得較(jiao)大的(de)(de)膜(mo)間錯流流速。

3.4能耗

能(neng)(neng)(neng)耗(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)是(shi)污(wu)(wu)水處(chu)理工藝(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)一個重要(yao)(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)評價指標，直接(jie)關系(xi)到(dao)處(chu)理方法(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)可行(xing)(xing)(xing)性。目前，常規分(fen)(fen)離式(shi)MBR運(yun)(yun)行(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)耗(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)為(wei)3～4 kW·h/m3，淹(yan)沒式(shi)MBR運(yun)(yun)行(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)耗(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)為(wei)0.6～2 kW·h/m3，高于(yu)(yu)活性污(wu)(wu)泥(ni)法(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)0.3～0.4 kW·h/m3。較高的(de)(de)(de)(de)(de)動力(li)費用(yong)(yong)(yong)是(shi)MBR推廣應(ying)用(yong)(yong)(yong)中遇到(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)主要(yao)(yao)問題之一。許多研(yan)(yan)(yan)究結果也(ye)表明(ming)：能(neng)(neng)(neng)耗(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)是(shi)造(zao)成MBR運(yun)(yun)行(xing)(xing)(xing)費用(yong)(yong)(yong)高的(de)(de)(de)(de)(de)主要(yao)(yao)原因。張(zhang)紹園(yuan)分(fen)(fen)析了(le)分(fen)(fen)離式(shi)MBR的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)耗(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)組(zu)成：泵的(de)(de)(de)(de)(de)熱能(neng)(neng)(neng)損失(shi)、曝氣(qi)能(neng)(neng)(neng)耗(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)、管道阻(zu)力(li)能(neng)(neng)(neng)耗(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)、膜組(zu)件能(neng)(neng)(neng)耗(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)和回(hui)流污(wu)(wu)泥(ni)水頭損失(shi)能(neng)(neng)(neng)耗(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)，其耗(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)能(neng)(neng)(neng)大小依次為(wei)：膜組(zu)件＞泵＞曝氣(qi)＞管道＞回(hui)流污(wu)(wu)泥(ni)，膜組(zu)件能(neng)(neng)(neng)耗(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)占總(zong)(zong)能(neng)(neng)(neng)耗(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)40%～50%，其中 80%用(yong)(yong)(yong)于(yu)(yu)膜過(guo)濾的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)量以熱能(neng)(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)方式(shi)散(san)發。顧平對抽吸淹(yan)沒式(shi)MBR的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)耗(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)分(fen)(fen)析表明(ming)：曝氣(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)耗(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)占總(zong)(zong)能(neng)(neng)(neng)耗(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)96%以上(shang)。通常研(yan)(yan)(yan)究者都認為(wei)能(neng)(neng)(neng)耗(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)降低(di)與膜污(wu)(wu)染的(de)(de)(de)(de)(de)控制是(shi)MBR研(yan)(yan)(yan)究領(ling)域兩個獨立的(de)(de)(de)(de)(de)課題，而張(zhang)紹園(yuan)、鄭祥采用(yong)(yong)(yong)穿流式(shi)、錯(cuo)流式(shi)膜組(zu)件進行(xing)(xing)(xing)分(fen)(fen)離式(shi)MBR研(yan)(yan)(yan)究發現：能(neng)(neng)(neng)耗(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)隨運(yun)(yun)行(xing)(xing)(xing)時(shi)間的(de)(de)(de)(de)(de)延長、膜污(wu)(wu)染的(de)(de)(de)(de)(de)增加(jia)呈上(shang)升趨勢，從運(yun)(yun)行(xing)(xing)(xing)初期的(de)(de)(de)(de)(de)不足0. 5 kW·h/m3增加(jia)到(dao)3 kW·h/m3。這(zhe)說(shuo)明(ming)：分(fen)(fen)離式(shi)膜生物反應(ying)器(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)耗(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)問題實質是(shi)膜污(wu)(wu)染問題。在實際(ji)(ji)工程中，由于(yu)(yu)系(xi)統(tong)各部件的(de)(de)(de)(de)(de)不匹配(如(ru)風(feng)機、水泵的(de)(de)(de)(de)(de)實際(ji)(ji)處(chu)理能(neng)(neng)(neng)力(li)高于(yu)(yu)MBR系(xi)統(tong)所需)也(ye)造(zao)成實際(ji)(ji)運(yun)(yun)行(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)耗(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)高于(yu)(yu)理論能(neng)(neng)(neng)耗(hao)(hao)(hao)(hao)(hao)值。

為了進一步降(jiang)(jiang)低(di)能耗，顧平應用(yong)位差驅動(dong)出水和低(di)水頭間斷(duan)工(gong)作的重力淹(yan)沒式MBR，較好地克(ke)服了膜的污染與阻塞，使膜長時間保(bao)持較大的膜通量(liang)，并且省去(qu)復雜的氣水反(fan)沖洗(xi)設備(bei)和降(jiang)(jiang)低(di)曝氣量(liang)，使MBR處理生活污水的能耗可(ke)下降(jiang)(jiang)到1.0 kW·h/m3，該(gai)型MBR在實際工(gong)程中能耗已降(jiang)(jiang)到0.6～0.8 kW·h/m3。

4結論

盡管MBR的(de)(de)(de)(de)運(yun)行費用(yong)(yong)(yong)略高于常規生物處理方(fang)(fang)法，但MBR的(de)(de)(de)(de)處理出水能(neng)達到(dao)中(zhong)(zhong)(zhong)水回(hui)用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de)(de)，且隨(sui)著膜(mo)制造(zao)技(ji)術的(de)(de)(de)(de)進(jin)(jin)步，膜(mo)質量的(de)(de)(de)(de)提(ti)高和(he)膜(mo)制造(zao)成本的(de)(de)(de)(de)降(jiang)低，MBR的(de)(de)(de)(de)投(tou)資也會(hui)(hui)隨(sui)之大(da)幅度(du)降(jiang)低。另外(wai)，各(ge)種(zhong)新型膜(mo)生物反(fan)應(ying)器的(de)(de)(de)(de)開(kai)發，如(ru)在低壓下(xia)運(yun)行的(de)(de)(de)(de)重(zhong)力淹沒式MBR、厭氧MBR等與傳統(tong)的(de)(de)(de)(de)好氧加壓膜(mo)生物反(fan)應(ying)器相比，其(qi)運(yun)行費用(yong)(yong)(yong)大(da)幅度(du)下(xia)降(jiang)。因此可以預(yu)見(jian)，膜(mo)生物反(fan)應(ying)器作為中(zhong)(zhong)(zhong)水回(hui)用(yong)(yong)(yong)技(ji)術將會(hui)(hui)愈(yu)(yu)來愈(yu)(yu)具有經濟(ji)、技(ji)術上的(de)(de)(de)(de)競爭優勢。預(yu)計中(zhong)(zhong)(zhong)水回(hui)用(yong)(yong)(yong)將是MBR在我(wo)國推(tui)廣應(ying)用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)主要方(fang)(fang)向。目(mu)前(qian)我(wo)國膜(mo)生物反(fan)應(ying)器在中(zhong)(zhong)(zhong)水回(hui)用(yong)(yong)(yong)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)(yong)實例尚少(shao)，需結合我(wo)國的(de)(de)(de)(de)經濟(ji)發展水平和(he)MBR工藝的(de)(de)(de)(de)特點(dian)，進(jin)(jin)一步加強研究以推(tui)動其(qi)工程(cheng)化(hua)應(ying)用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)進(jin)(jin)程(cheng)。 

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