2.3 MBR的原理、特点和研究发展
2.3.1 基本原理和特点
膜-生物反应器[16]是利用膜分离单元取代了传统污水处理中的二沉池，通过膜的过滤作用将污泥与处理后的水分离。通过过滤后的水中，细菌和病毒被大大削减，简单消毒后可以直接达到再生水回用的水质要求。由于膜的分离作用，不必设立沉淀、过滤等固液分离设备。高效的固液分离将废水中的悬浮物质、胶体物质、流失的微生物菌群与已净化的水分开，不须经三级处理即直接可回用。投资省费用低。生物处理单元内生物量文持在高浓度，使容积负荷大大提高，同时膜分离的高效性，使处理单元水力停留时间大大缩短，生物反应器的占地面积减少。达到同样出水水质，系统占地仅为传统方法的三分之一到二分之一。膜的高效截留作用，使微生物完全截留在反应器内，实现反应器水力停留时间（HRT）和污泥龄（STR）的完全分离，运行控制灵活稳定。防止各种微生物菌群的流失，有利于生长速度缓慢的细菌（硝化细菌等）的生长，使一些大分子难降解有机物的停留时间变长，有利于它们的分解，从而使系统中各种代谢过程顺利进行。系统抗冲击性强，适应范围广。
它具有以下特点：①出水水质好：因为出水经过膜分离的环节，仅有小于膜孔径的分子可以通过，出水不含任何悬浮物；同时污泥龄可以大大延长，硝化菌不会流失，硝化效果特别好；②运行稳定性好：因为采用膜分离，不存在污泥流失的风险；同时冬季低温时，也可保证处理效果；③占地面积小：反应器内污泥浓度可以高达8～15g/L，相比传统工艺，占地面积仅为其1/3～1/2；④管理简便：设备全部采用自动化控制，无需频繁操作。
2.3.2 平板膜生物反应器
膜-生物反应装置主要分为中空纤文膜MBR和平板膜MBR两大类，本课题所研究的是平板膜MBR，平板膜与中空纤文膜相比（见表2-1），具有通量高、运行压力抵、抗污染能力强、运行周期长、清洗简单、水力学条件易于控制的优点，能够在更高污泥浓度条件下保持高通量稳定运行。中空纤文膜和平板膜见本文来自辣$文(论"文`网，
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图2-2中空纤文膜 图2-3 平板膜
表2-1 中空纤文膜与平板膜的比较
比较 填充密度 通量 抗污染能力 清洗周期
中空纤文膜 高 低 差 1～2次/周
平板膜 低 高 好 1～6月
平板膜—生物反应器具体构成（见图2-4）包括：平板膜元件、组件：针对不同的水质、水量、使用年限等条件提供不同的膜元件及膜组件；出水系统：利用负压出水，同时提供一定扬程，满足不同出水高度；曝气系统：提供微生物活动所需氧量，同时利用气泡对膜表面进行冲刷，有效控制膜污染速率；清洗系统：当膜污染达到一定程度，需进行化学清洗，可根据不同的要求，配备不同的清洗设备；自动控制系统：操作简便，可按用户要求实现远程控制
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