一体化村镇生活污水处理设备
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膜生物反应器污水处理膜技术
　　膜生物反应器（MBR）是一种由膜分离单元与生物处理单元相结台的新型水处理技术，以膜组件取代二沉池在生物反应器中保持高活性污泥浓度减少污水处理设施占地，并通过保持低污泥负荷减少污泥量。与传统的生化水处理技术相比，MBR具有以下主要特点：处理效率高、出水水质好；设备紧凑、占地面积小；易实现自动控制、运行管理简单。80年代以来，该技术愈来愈受到重视，成为研究的热点之一。目前膜生物反应器己应用于美国、德国、法国和埃及等十多个国家，规模从6m3／d至13000m3／d不等。

　　国内对MBR的研究大致可分为几个方面：（1）探索不同生物处理工艺与膜分离单元的组合形式，生物反应处理工艺从活性污泥法扩展到接触氧化法、生物膜法、活性污泥与生物膜相结合的复台式工艺、两相厌氧工艺；（2）影响处理效果与膜污染的因素、机理及数学模型的研究，探求合适的操作条件与工艺参数，尽可能减轻膜污染，提高膜组件的处理能力和运行稳定性；（3）扩大MBR的应用范围，MBR的研究对象从生活污水扩展到高浓度有机废水（食品废水、啤酒废水）与难降解工业废水（石化污水、印染废水等），但以生活污水的处理为主。据此，本文的目的在于对我国膜生物反应器在废水处理中的发展情况进行回顾、分析与讨论。表1我国MBR研究状况科研单位篇数（%）反应器废水清华大淡35（33.6%)分离式（无机膜）抽吸淹没式生活污水同济大学19（18.3)分离式高浓度有机废水生态环境研究中心10(9.6)分离式印染，石化废水哈尔滨建筑大学8(7.7)重力淹没式生活污水天津大学9(8.7)重力淹没式生活污水其它高校及科研23(22.1)分离式生活污水、啤酒废单位　抽吸淹没式水、港口污水等1MBR的忧点
一体化村镇生活污水处理设备在MBR的特点中，良好的出水水质与较低的污泥产率受关注。
1.1良好的污染物去除效果
　　MBR在我国的研究始于1993年，研究者对分离式MBR、抽吸淹没式MBR、重力淹没式MBR与传统生物处理工艺在城市污水处理方面进行的比较研究表明：各种MBR的出水水质均优于传统生物处理工艺表2和表3分别为MBR处理生活污水的实验参数与处理效果，经MBR处理后的生活污水，COD、BOD5、浊度都很低，大部分细菌、病毒被截留，出水水质已达到或优于建设部生活杂用水水质标准（CJ25.1-89），可直接作为楼房中水回用、城市园林绿化、扫除、消防等用水。并且膜的截留作用防止了硝化细菌的流失，给生物反应器内的高浓度硝化细菌的保持创造了有利的条件，从而大大提高了硝化效率。汪诚文、张军对一体式MBR硝化特性的研究表明：MBR对氮的去除效果高达97％。但研究也表明：MBR对氮的去除效果易受温度、冲击负荷、HRT等因素的影响。表2MBR处理生活污水的实验参数MBR流程膜面积m2膜材料膜孔径μm膜组件膜通量L.m-2.h-1TMP/kPa运行天数/d分离式好氧0.04陶瓷膜300000*管式75-15040好氧+填料0.88PAN20000*平板超滤20-4515060好氧+填料1.0PS30000*中空25-3510070抽吸淹没式A/O+填料1PVC0.01中空超滤2.350-120140好氧2.0PE0.03中空10.40-35140好氧3.5PP0.05中空66060好氧4PVC30000*中空超滤11＜10030好氧13.9PE0.2中空8.7-12.860160好氧32PE0.4中空11-13.8＜60216重力淹没式好氧0.3PE0.1中空27.710-52.630好氧1PS0.34平板3.61534好氧8PE0.4中空12.55.4-1138好氧12PVDF0.22中空16.70.8-1.3150*截留分子量使SCWO成为具有工业应用价值的废水处理技术，需要满足以下条件：
　　(1)继续*研究空白。尽管近三十年来对SCWO反应与热力学参数进行了大量的研究，但仍有许多问题有待解决。关于各类金属材质在酸性条件下的超临界水溶液中的耐蚀情况并不清晰，确定其边界使用条件尤为重要。例如，在以往研究中很少提到的H2O-O2-H3PO4的体系中，过高的磷酸浓度将导致反应器的严重腐蚀，而稍低的磷酸浓度几乎不造成腐蚀。材质的选择与寿命将对SCWO技术推广起到巨大的影响。
　　(2)制定废水SCWO处理标准及适用条件。SCWO不会成为工业废水处理的普适技术。废水含盐与否、酸碱性、有机物含量等都将影响本技术的适用性，通过制定标准与条件筛选适合的行业废水，提高研究效率。与此同时，处理每种废水时必须匹配其高耐蚀性材质构成的反应器，这是延长反应器寿命的途径。
　　(3)对特定种类废水进行*研究测试。对于工业应用来说，譬如大多数研究中以某种有机化合物的分解率达到99%或99.9%的基本目标可能是次要的，证明SCWO工艺的工业适用性是关键的。相关研究既不能用模型废水进行，也不能仅仅用数小时级的小试结果来判断，必须通过*的实际废水测试验证其适用性。

　　3.2SCWO技术的热能利用
　　关于SCWO技术的热能回收利用的研究很少，但超临界水用于超临界锅炉发电技术已经基本成熟。与传统的煤料或石油发电机组不同，SCWO发电过程中燃料在超临界水中完成快速燃烧。由于介质的单相特性以及超临界流体的高比热容，与高温蒸汽相比得到了较高的传热效率，可实现较简易的反应器设计。
　SCWO接入闪蒸工艺，可有效利用放热达到废水预热、污盐清洗、场地供暖等作用。但适用于SCWO的闪蒸工艺的闪蒸级数、传热端差和相对流量等过程参数还需要大量的研究加以补充。
　　然而，在此领域中相关研究还没有得到换热器设计与工艺路线。为了更好的理解和评价SCWO的热能利用，考察其他废水处理工艺如湿式氧化法的换热器设计可能有助于选择方案。而且通过热能利用计算与设计，废水处理成本估算可以更精确，工程投资风险更小。因此，SCWO的热能利用的关键是寻找工艺路线以获取率及低成本。