膜生物反應器（Membrane Bio-reactor，簡稱MBR）是一種將傳統生物技術與膜分離技術相結合的污水處理與回用工藝。該技術不僅可以在生物反應池內維持高濃度的微生物量，提高處理裝置的容積負荷，節省占地面積，而且可以利用膜進行高效固液分離，取代傳統工藝中的沉淀和過濾技術，系統出水水質優良。現在市場上常用的中空纖維膜，由于抗污染較差，需要定期沖洗及維護，由于在一些農村污水和工業污水處理項目中，由于維護不到位或來水水質成分復雜等，實際運行效果并不理想。

   陶瓷平板膜具有抗污染性好、易于清洗再生、使用壽命長、化學穩定性好、機械強度高等優點，可以有效解決現有中空纖維膜在部分工程應用過程中存在的問題，在農村生活污水、醫療廢水、垃圾滲濾液、屠宰廢水等領域已得到廣泛應用。通過在污水廠進行中試實驗，對實驗結果分析，確定相關設計參數。

1、實驗材料與方法

1.1 實驗用水

   實驗用水為某縣城區生活污水處理廠來水，實驗處理設計水量Q=500L/h，為具體指標見表1。

1.2 實驗材料

   實驗設備按照圖1所示流程進行連接。

   原水儲存罐來水通過廠區提升泵提升至原水儲存罐，主體反應器缺氧池、好氧池、清水池為碳鋼箱體，各反應器之間用PVC管連接，進水泵用蠕動泵，根據蠕動泵上顯示的轉數顯示進水流量。實驗用平板膜每塊0.25m2，孔徑0.25μm。各反應器停留時間缺氧池2h、好氧池6.5h。

1.3 實驗方法

   實驗各階段進出水COD、氨氮、總氮、總磷濃度按照國標法進行測試。

2、實驗結果與分析

2.1 膜出水通量實驗

   在不同出水通量下觀察跨膜壓差。陶瓷平板膜運行時要求跨膜壓差在-30kpa以內，當通量超過-30KPa時需進行化學清洗。在膜通量在20～26L/m2·h時，隨著膜通量的增大，跨膜壓差基本沒有變化，當進一步增大膜通量，跨膜壓差逐漸增大。在膜通量在32L/m2·h，跨膜壓差達到-30kpa，并且化學清洗后跨膜壓差沒有下降。綜上所述，建議陶瓷平板膜設計通量取到25L/m2·h以內。

2.2 好氧池污泥負荷實驗

   在膜通量為25L/m2·h，好氧池停留時間6.5h，來水水溫15℃，污泥濃度8000mg/L時考察出水水質情況。通過下表可以看出，在來水COD204.5～269.16mg/L，進水氨氮為21.95～36.24/L時，出水COD為14.45～25.89mg/L，氨氮為0.31～0.37mg/L，出水水質穩定達標在《城鎮污水處理廠污染物排放標準》一級A范圍內，經核算污泥負荷為0.076kgBOD/(kgMLVSS·d)。

2.3 反硝化速率實驗

   在膜通量為25L/m2·h，缺氧池停留時間2h，來水水溫15℃，污泥濃度8000mg/L時考察總氮出水水質情況。通過下表可以看出，在來水總氮41.4～52.99mg/L，出水總氮在16.92-11.60mg/L之間，基本穩定在15mg/L以內，詳見圖2。經核算缺氧池反硝化速率為0.038kgNO3-N/(kgMLSS·d)。

2.4 除磷效果考察

   來水總磷范圍為4.05～5.41mg/L，出水總磷2.1～2.35mg/L（前三天數值，第四天開始投加除磷藥劑）。第四天開始投加除磷藥劑PAC，投加量為500mg/L，出水總磷逐漸降低，最后基本穩定在0.5mg/L以內。

3、結語

   本實驗采用陶瓷平板膜MBR工藝對生活污水進行處理，在進水COD在204.5～269.16mg/L，氨氮在21.95～36.24mg/L，總氮在41.4～52.99mg/L，總磷在4.05～5.41mg/L的情況下，驗證相關設計參數。

   考察不同通量下跨膜壓差，隨著出水通量逐漸增大，在出水通量超過26L/m2·h時跨膜壓差逐漸增大，建議設計跨膜壓差取到25/m2·h以內。

   好氧池停留時間6.5h，缺氧池停留時間2h，出水COD為14.45～25.89mg/L，氨氮為0.31～0.37mg/L，總氮為16.92～11.60mg/L，總磷在2.1～2.35mg/L之間。出水COD、氨氮能夠穩定達標在一級A范圍內，出水逐漸穩定后總氮也能基本穩定在一級A范圍內，總磷難以達標，需要輔助化學除磷。