MBR膜污水处理系统

生物膜法是属于好养生物处理的方法，它是将废水通过好氧微生物和原生动物，后生动物等在载体填料上生长繁殖形成的生物膜，吸附和降解有机物，使废水得到净化的方法。根据装置的不同，生物膜法可分为生物滤池、生物转盘、接触氧化法和生物流化床等四类。
生物膜法处理污水的基本流程
废水经初次沉淀池后进入生物膜反应器，废水在生物膜反应器中经需氧生物氧化去除有机物后，再通过二次沉淀池出水。
生物膜法处理污水机理
（1）、 生物膜的构造特征
生物膜(好氧层＋兼氧层＋厌氧层)＋附着水层(高亲水性)。

（2）、 降解有机物的机理
①微生物：沿水流方向为细菌——原生动物――后生动物的食物链或生态系统。具体生物以菌胶团为主、辅以球衣菌、藻类等，含有大量固着型纤毛虫（钟虫、等枝虫、独缩虫等）和游泳型纤毛虫（楯纤虫、豆形虫、斜管虫等），它们起到了污染物净化和清除池内生物（防堵塞）作用。
②污染物：重→轻(相当多污带→α中污带→β中污带→寡污带)。
③供氧：借助流动水层厚薄变化以及气水逆向流动，向生物膜表面供氧。
④传质与降解：有机物降解主要是在好氧层进行，部分难降解有机物经兼氧层和厌氧层分解，分解后产生的H2S，NH3等以及代谢产物由内向外传递而进入空气中，好氧层形成的NO3--N、NO2--N等经厌氧层发生反硝化，产生的N2也向外而散入大气中。
⑤生物膜更新：经水力冲刷，使膜表面不断更新（DO及污染物），维持生物活性（老化膜固着不紧）。
MBR膜污水处理系统生物膜的净化特征
（1）、微生物相方面：
①微生物的多样化：生物膜是由细菌、真菌、藻类、原生动物、后生动物以及一些肉眼可见的蠕虫、昆虫的幼虫组成（滤池蝇具有抑制生物膜过速增长的功能）。
②生物的食物链长：生物膜上的食物链要长于活性污泥，因此污泥量少于活性污泥系统。
③能够存活时间长的微生物：SRT与HRT无关，因此硝化菌和亚硝化菌也得以繁衍、增殖，因此生物膜法的各种工艺都具有硝化功能，采取适当运行方式，可脱氮。

④分段运行与优势菌种：生物膜法多分多段运行，每段繁衍与本段水质相适应的微生物。
（2）、生物膜法处理污水工艺方面的特征
①对水质、水量变动有较强的适应性：一段时间中断进水，对生物膜也不会有致命影响，通水后易恢复。
②污泥沉淀性良好：污泥比重较大 ，且颗粒较大，易沉淀；但厌氧层过厚时，脱落的细小非活性悬浮物分散于水中，使水的澄清度下降。
③微生物量多，处理能力大、净化功能强：附着生长，故生物膜含水率低，单位池容的生物量是活性污泥法的5~20倍，因而具有较大处理能力，净化功能显著提高。
④能够处理低浓度废水：生物膜能处理活性污泥法不能处理的低浓度污水和微污染的原水，使B0D5降至5~10mg/L。
⑤易于维护运行，节能，动力费用低；如生物转盘、生物滤池等，去除单位BOD的耗电量较少。

膜生物反应器分离式和一体式两种，其中一体式一次性投资费用多于分离式，而分离式的运行费用多于一体式。决定膜生物反应器运行费用的关键在于动力费用和更换生物膜的费用，其中一体式膜生物反应器的运行费用更多取决于生物膜更换费;相反分离式膜生物反应器的运行费用则更多的取决于动力费。
在膜生物反应器长期的使用过程中，尽管一体式一次性投资费用多于分离式，但投入运行后一体的运行费用同分离式相比减少了25%。其中，两种膜生物反应器的运行能耗为：分离式3～4kW˙h/m3，一体式0.6～2kW˙h/m3，活性污泥污水处理的能耗仅有0.3～0.4kW˙h/m3，不难看出膜生物反应器运行费用高的很大一部分原因是能耗较大。就一体式膜生物反应器而言，其能耗中占比例的是工艺泵和鼓风机。

MBR膜污水处理系统数据显示，在膜生物反应器全部能耗中鼓风机占超过九成。所以降低能耗的主要对象是减少鼓风机的能耗，换言之应减少曝气强度。但若曝气强度下降，比流量也会同步降低，如果要保证其污水处理质量，在膜面积和反应器体积等方面的成本则会相应上升。因此在实际应用过程中，为了保证污水处理的质量同时提升经济性，可以选择减少通量、增大膜面积，不可选择加大曝气量。现阶段我国内膜生物反应器在生活污水处理上的应用中，一体式所占比例高于分离式。
影响膜生物反应器运行稳定性的因素有两个，分别是能够对污水处理质量产生影响的生物动力学参数，以及能够对污水处理能力产生影响的膜分离参数。
生物动力学参数
数据显示，处理生活污水过程中，不同膜生物反应器在水力停留时间为1.5h、5.8h，且CODCr容积负荷为高负荷情况中拥有相同的处理成效，不同类别的膜生物反应器都能去除超过九成的CODCr。这表明出水受容积负荷和水力停留时间对膜生物反应器的运行效果不会产生较大影响，但NH3—N受冲击负荷对其运行效果有着较大影响。
膜分离参数
提升膜通量、延长膜使用时长、减少膜的价格都能够很大程度上减少膜生物反应器的运行成本。在不影响污水处理效果的基础上，膜通量要尽量提高，进而降低膜的使用面积，从而减少基建成本和运行成本。

膜通量的大小受到材料、操作方式、水力环境等条件的影响。其中微滤膜的操作压力在0.01~0.3MPa之间。很多从业人员指出膜有一个临界压力值，如果操作压力未达到临界压力值，膜通量和压力的大小成正比;如果操作压力超过临界压力值，则会导致膜表面污染加剧，且此时压力对膜通量的影响不大。
膜生物反应器在生活污水处理中存在的问题和解决措施
膜污染与能耗
同传统的污水处理方法相比，膜生物反应器一直存在着膜污染的问题，且该问题始终没有得到较好的解决。膜污染会导致膜的透水率减小，对污水的处理质量有着很大的负面影响，这也是膜生物反应器没有得到普及的一个重要原因，目前对膜污染的原因和规律还在深入研究。