膜生物反应器，又被称为MBR，属于高效膜分离技术与生物反应器的有机结合，是一种新型的生物化学反应系统。该系统改变了以往活性污泥去沉淀的方式，采用膜组件法来达到水泥分离的目标，从而对废水进行有效处理。其出水水质良好，固液分离率较高，又具有处理效率高、对存储场地要求不严格、运行管理十分便利等优势。
1、试验部分
1.1 原水水质
试验进水为某个园区大型污水处理厂的二沉池出水，废水中含有大量的难降解的物质。具体水质如表1所示。
1.2 试验方法
1.2.1 中试装置
本次试验利用MBR膜生物反应器集成设备，处理强度可达1m3/h。本次试验共分为两个阶段，第一阶段是各个生化处理单元，第二阶段是MBR处理单元。试验使用的膜片为聚偏氟乙烯中的空纤维微孔过滤膜，为孔径0.4μm，以负压式运行。试验设备与工程交接十分简便，能够在同一时间运行。主要设备包括提升泵、流量计、风机、污泥回流泵、特制MBR试验膜片、搅拌机、电动阀、抽吸泵、药洗泵和集成水箱。
1.2.2 工艺流程
本文研究的印染厂所排放的废水为二沉池生化出水，其中存在众多难以降解的物质，且生化性处于劣势，因此需要通过水解酸化、活性炭强化联合反应才能完成，具体工艺流程如图1所示。
从图1可知，原水首先经过水解酸化，实现初步的混合，使废水中体积较大的有机物分解成多个小体积的有机物，为分解提供便利。然后，通过曝气作用，在好氧菌不断降解和冲击下，使有机物充分讲解，输送到膜生物反应器中。在反应器中，借助活性炭与膜的联合反应，使混合液中的有机物与微生物絮体残留在反应器中，以提高反应器的浓度，延长有机固体的停留时间，进一步促进有机物的分解。同时，在膜的作用下能够实现泥水分离，最终可以获取清水。
1.2.3 试验过程及参数控制
试验共计两部分，第一部是污泥驯化与系统调整，所需20d；第二部分是系统稳定运行阶段，所需45d。
反应器污泥浓度8.0～9.5g/L，污泥负荷0.2～0.5MLSS/d，溶解氧2.0～3.8mg/L，投加磷酸二氢钾以补充磷源10mg/L，投加尿素以补充碳源15mg/L。
1.2.4 测试方法
按照国家的相关规定，对试验中的化学需氧量（COD）、总磷（TP）、污泥沉降比以及溶解氧（DO）等进行测定，并且使用流量计压力表测量过滤压力、膜透水量等。
2、试验结果及讨论
2.1 COD的去除效果及分析
可以看出，2011年11月1日至11月22日，试验处于污泥驯化期，MBR出水COD在80～90mg/L，波动性相对较大。2011年11月23日至2012年1月5日，试验处于稳定运行期，MBR出水COD稳定在75mg/L左右，并且随着运行时间的增长，COD的去除效果越来越好。稳定运行期间平均去除率达到32%，说明MBR工艺对难降解的水质依然具有较好的去除效果。
长时间运行实践充分证实，水解酸化和复合式MBR工艺具有以下优点：在水解酸化池的反应中，大分子有机物向小分子转变，使较难降解的物质被有效分解，极大地提高了废水可生化性，为后期生化处理打好基础；在膜的高效截留反应下，微生物的流失度显著降低，尤其在一些优势菌种身上，体现得更加明显。同时，反应器的污泥浓度得到极大提高，污泥浓度始终控制在8～10mg/L，这样极大地提高了对有机物的降解能力。
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