一體化村鎮(zhèn)生活污水處理設備
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膜生物反應器污水處理膜技術
　　膜生物反應器（MBR）是一種由膜分離單元與生物處理單元相結臺的新型水處理技術，以膜組件取代二沉池在生物反應器中保持高活性污泥濃度減少污水處理設施占地，并通過保持低污泥負荷減少污泥量。與傳統(tǒng)的生化水處理技術相比，MBR具有以下主要特點：處理效率高、出水水質好；設備緊湊、占地面積?。灰讓崿F(xiàn)自動控制、運行管理簡單。80年代以來，該技術愈來愈受到重視，成為研究的熱點之一。目前膜生物反應器己應用于美國、德國、法國和埃及等十多個國家，規(guī)模從6m3／d至13000m3／d不等。

　　國內對MBR的研究大致可分為幾個方面：（1）探索不同生物處理工藝與膜分離單元的組合形式，生物反應處理工藝從活性污泥法擴展到接觸氧化法、生物膜法、活性污泥與生物膜相結合的復臺式工藝、兩相厭氧工藝；（2）影響處理效果與膜污染的因素、機理及數(shù)學模型的研究，探求合適的操作條件與工藝參數(shù)，盡可能減輕膜污染，提高膜組件的處理能力和運行穩(wěn)定性；（3）擴大MBR的應用范圍，MBR的研究對象從生活污水擴展到高濃度有機廢水（食品廢水、啤酒廢水）與難降解工業(yè)廢水（石化污水、印染廢水等），但以生活污水的處理為主。據(jù)此，本文的目的在于對我國膜生物反應器在廢水處理中的發(fā)展情況進行回顧、分析與討論。表1我國MBR研究狀況科研單位篇數(shù)（%）反應器廢水清華大淡35（33.6%)分離式（無機膜）抽吸淹沒式生活污水同濟大學19（18.3)分離式高濃度有機廢水生態(tài)環(huán)境研究中心10(9.6)分離式印染，石化廢水哈爾濱建筑大學8(7.7)重力淹沒式生活污水天津大學9(8.7)重力淹沒式生活污水其它高校及科研23(22.1)分離式生活污水、啤酒廢單位　抽吸淹沒式水、港口污水等1MBR的憂點
一體化村鎮(zhèn)生活污水處理設備在MBR的特點中，良好的出水水質與較低的污泥產率受關注。
1.1良好的污染物去除效果
　　MBR在我國的研究始于1993年，研究者對分離式MBR、抽吸淹沒式MBR、重力淹沒式MBR與傳統(tǒng)生物處理工藝在城市污水處理方面進行的比較研究表明：各種MBR的出水水質均優(yōu)于傳統(tǒng)生物處理工藝表2和表3分別為MBR處理生活污水的實驗參數(shù)與處理效果，經MBR處理后的生活污水，COD、BOD5、濁度都很低，大部分細菌、病毒被截留，出水水質已達到或優(yōu)于建設部生活雜用水水質標準（CJ25.1-89），可直接作為樓房中水回用、城市園林綠化、掃除、消防等用水。并且膜的截留作用防止了硝化細菌的流失，給生物反應器內的高濃度硝化細菌的保持創(chuàng)造了有利的條件，從而大大提高了硝化效率。汪誠文、張軍對一體式MBR硝化特性的研究表明：MBR對氮的去除效果高達97％。但研究也表明：MBR對氮的去除效果易受溫度、沖擊負荷、HRT等因素的影響。表2MBR處理生活污水的實驗參數(shù)MBR流程膜面積m2膜材料膜孔徑μm膜組件膜通量L.m-2.h-1TMP/kPa運行天數(shù)/d分離式好氧0.04陶瓷膜300000*管式75-15040好氧+填料0.88PAN20000*平板超濾20-4515060好氧+填料1.0PS30000*中空25-3510070抽吸淹沒式A/O+填料1PVC0.01中空超濾2.350-120140好氧2.0PE0.03中空10.40-35140好氧3.5PP0.05中空66060好氧4PVC30000*中空超濾11＜10030好氧13.9PE0.2中空8.7-12.860160好氧32PE0.4中空11-13.8＜60216重力淹沒式好氧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成為具有工業(yè)應用價值的廢水處理技術，需要滿足以下條件：
　　(1)繼續(xù)*研究空白。盡管近三十年來對SCWO反應與熱力學參數(shù)進行了大量的研究，但仍有許多問題有待解決。關于各類金屬材質在酸性條件下的超臨界水溶液中的耐蝕情況并不清晰，確定其邊界使用條件尤為重要。例如，在以往研究中很少提到的H2O-O2-H3PO4的體系中，過高的磷酸濃度將導致反應器的嚴重腐蝕，而稍低的磷酸濃度幾乎不造成腐蝕。材質的選擇與壽命將對SCWO技術推廣起到巨大的影響。
　　(2)制定廢水SCWO處理標準及適用條件。SCWO不會成為工業(yè)廢水處理的普適技術。廢水含鹽與否、酸堿性、有機物含量等都將影響本技術的適用性，通過制定標準與條件篩選適合的行業(yè)廢水，提高研究效率。與此同時，處理每種廢水時必須匹配其高耐蝕性材質構成的反應器，這是延長反應器壽命的途徑。
　　(3)對特定種類廢水進行*研究測試。對于工業(yè)應用來說，譬如大多數(shù)研究中以某種有機化合物的分解率達到99%或99.9%的基本目標可能是次要的，證明SCWO工藝的工業(yè)適用性是關鍵的。相關研究既不能用模型廢水進行，也不能僅僅用數(shù)小時級的小試結果來判斷，必須通過*的實際廢水測試驗證其適用性。

　　3.2SCWO技術的熱能利用
　　關于SCWO技術的熱能回收利用的研究很少，但超臨界水用于超臨界鍋爐發(fā)電技術已經基本成熟。與傳統(tǒng)的煤料或石油發(fā)電機組不同，SCWO發(fā)電過程中燃料在超臨界水中完成快速燃燒。由于介質的單相特性以及超臨界流體的高比熱容，與高溫蒸汽相比得到了較高的傳熱效率，可實現(xiàn)較簡易的反應器設計。
　SCWO接入閃蒸工藝，可有效利用放熱達到廢水預熱、污鹽清洗、場地供暖等作用。但適用于SCWO的閃蒸工藝的閃蒸級數(shù)、傳熱端差和相對流量等過程參數(shù)還需要大量的研究加以補充。
　　然而，在此領域中相關研究還沒有得到換熱器設計與工藝路線。為了更好的理解和評價SCWO的熱能利用，考察其他廢水處理工藝如濕式氧化法的換熱器設計可能有助于選擇方案。而且通過熱能利用計算與設計，廢水處理成本估算可以更精確，工程投資風險更小。因此，SCWO的熱能利用的關鍵是尋找工藝路線以獲取率及低成本。