近來(lái)，物理化學(xué)處理技術(shù)、光照射技術(shù)及膜過(guò)濾技術(shù)已形成三大水處理技術(shù)。在這些技術(shù)中引人注目的是膜分離法污水處理技術(shù)。膜分離是通過(guò)膜對(duì)混合物中各組分的選擇滲透作用的差異，以外界能量或化學(xué)位差為推動(dòng)力對(duì)雙組分或多組分混合物的氣體或液體進(jìn)行分離、分級(jí)、提純和富集的方法。
從目前的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，往往將2個(gè)或2個(gè)以上的膜過(guò)程結(jié)合在一起。如許多研究者和工程師將MF或UF作為NF和RO系統(tǒng)的前處理，使預(yù)處理水質(zhì)達(dá)到NF和RO的進(jìn)料水質(zhì)的要求，從而減輕膜污染，提高產(chǎn)水效率，同時(shí)大大延長(zhǎng)膜組件的使用壽命。
目前國(guó)內(nèi)外已有采用微濾（或超濾）和反滲透結(jié)合的雙膜工藝（MF/RO）處理市政污水處理廠二級(jí)出水并回用的工程實(shí)例，該技術(shù)是在生物法處理之后，采用膜過(guò)濾技術(shù)對(duì)水中殘留污染物進(jìn)行機(jī)械過(guò)濾，可以得到優(yōu)質(zhì)回用水，但由污水最終得到回用水，整個(gè)工藝流程長(zhǎng)，而且現(xiàn)在污水處理廠出水水質(zhì)一般不穩(wěn)定，微濾出水易受二級(jí)出水的影響，從而影響后面RO系統(tǒng)的使用壽命。
有關(guān)文獻(xiàn)表明采用微濾技術(shù)以及傳統(tǒng)的臭氧生物活性炭技術(shù)均可有效地對(duì)RO進(jìn)水進(jìn)行預(yù)處理，但是臭氧生物活性炭技術(shù)更易使RO系統(tǒng)受到有機(jī)物和微生物污染，盡管保持余氯量在2~2.5mg/L，但是RO系統(tǒng)仍需要頻繁化學(xué)清洗。微濾有著高效的粒子和微生物去除性能，是RO進(jìn)水預(yù)處理最為有效的工藝之一。
利用膜生物反應(yīng)器（MBR）工藝流程短、運(yùn)行可靠、出水水質(zhì)好的特點(diǎn)，直接處理生活污水或市政污水，并將其出水直接引入低壓反滲透裝置進(jìn)一步處理，可以省略反滲透裝置進(jìn)水的預(yù)處理工序，提高預(yù)處理效果，減少工藝流程，節(jié)省工程投資。試驗(yàn)工程結(jié)果表明采用此種雙膜法工藝工藝流程短，出水水質(zhì)優(yōu)異，并可以根據(jù)回用水水質(zhì)要求靈活運(yùn)行，對(duì)水資源緊缺的地區(qū)是一種很好的污水深度處理回用手段,在國(guó)外已有MBR/RO工藝處理市政污水回用實(shí)例]。
1、MBR/RO工藝流程
采用MBR/RO工藝處理市政污水并回用，工藝流程如圖1所示，生活污水經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)后用泵送入0.5mm的篩網(wǎng)去除大顆粒懸浮物；再進(jìn)入復(fù)合膜生物反應(yīng)器裝置，膜生物反應(yīng)器分為缺氧段和好氧段，均填有半軟性填料；膜生物反應(yīng)器出水由出水泵抽吸出水，出水流量由出水管路上的流量變送器以及變頻器控制，保證出水流量恒定；膜生物反應(yīng)器出水投加次氯酸鈉消毒后進(jìn)入中間水箱，水箱上安裝有帶空氣過(guò)濾器的呼吸閥，防止空氣污染。反滲透系統(tǒng)RO的加壓進(jìn)水泵從中間水箱取水并投加還原劑亞硫酸氫鈉控制余氯，投加量為余氯含量的3倍左右，并投加阻垢劑，有效防止RO膜結(jié)垢?？紤]到進(jìn)水溫度對(duì)RO膜的產(chǎn)水量影響很大（溫度變化1度，產(chǎn)水量變化3％左右），并在進(jìn)入RO系統(tǒng)前安裝樂(lè)加溫裝置，經(jīng)過(guò)RO處理后出水儲(chǔ)存在設(shè)置有呼吸閥及紫外線消毒儀的不銹鋼水箱待用；濃水作為生活雜用水回用。
2、主要設(shè)計(jì)參數(shù)
復(fù)合膜生物反應(yīng)器：處理水量40m3/d；曝氣量0.7m3/min；總水力停留時(shí)間HRT7.0小時(shí)，其中缺氧段3.0小時(shí)，好氧段4.0小時(shí)；膜材質(zhì)為外壓式聚偏氟乙烯（PVDF），膜面積為160m2，孔徑0.22μm；填料填充率缺氧段0.75，好氧段0.25；MLVSS為8000~10000mg/L；BOD5負(fù)荷為0.08~0.12kgBOD/kg.MLVSS。
低壓反滲透裝置：進(jìn)水水量為40m3/d；純水產(chǎn)水量20m3/d，濃水產(chǎn)水量20m3/d；反滲透膜采用中空纖維低壓反滲透膜，型號(hào)R4040，材質(zhì)為三醋酸纖維（CTA），外徑長(zhǎng)度100/1016，工作壓力為<1.2Mpa，脫鹽率≥95%，單膜產(chǎn)水率50%，余氯<1mg/L，PH3.5~7.5，SDI<4，工作水溫5~30℃；進(jìn)水前采用3~5mg/L的NaClO溶液殺菌消毒，余氯采用 1~2mg/L的NaHSO3還原，阻垢劑投加量控制為0.5~1mg/L，加熱器控制進(jìn)水水溫25±1℃，保安濾芯過(guò)濾器過(guò)濾精度為1μm。
3、處理效果分析
3.1 MBR處理效果
從圖2可以看出進(jìn)入MMBR的原水COD、BOD5以及氨氮濃度波動(dòng)范圍分別為210~350mg/L、120~180mg/L及20~35mg/L，而MMBR出水中各項(xiàng)相對(duì)應(yīng)的指標(biāo)均降至14~20mg/L、2~3.2mg/L、0~1.8mg/L間，污染物的去除率分別高達(dá)94.6%、98.1%以及95.1%以上。并且MBR系統(tǒng)表現(xiàn)出對(duì)COD等污染物良好的抗沖擊負(fù)荷性能。
圖3表明MBR系統(tǒng)出水中SS指標(biāo)基本控制在0.3mg/L以下，且SDI污染指數(shù)均保持在3.5以下，系統(tǒng)出水SS指標(biāo)優(yōu)異。說(shuō)明采用MBR處理生活污水出水SDI指標(biāo)可以直接滿足RO進(jìn)水水質(zhì)要求。表明采用微濾膜對(duì)RO原水進(jìn)行預(yù)處理可以較好的去除SDI污染指標(biāo)。
3.2 RO處理效果
圖4表明經(jīng)過(guò)RO系統(tǒng)處理后出水COD、氨氮以及SDI指標(biāo)分別在0.15~0.85mg/L、0.06~0.26mg/L、0.08~0.1間波動(dòng)，各指標(biāo)波動(dòng)幅度較大，究其原因估計(jì)反滲透膜有極個(gè)別斷絲現(xiàn)象。
4、經(jīng)濟(jì)分析
該處理系統(tǒng)總的造價(jià)為15萬(wàn)，其中膜生物反應(yīng)器造價(jià)在8萬(wàn)元。MBR出水噸水運(yùn)行成本1.21元，其中電費(fèi)0.75元，藥劑費(fèi)0.08元，膜折舊0.38元。RO出水噸水運(yùn)行成本1.95元，其中電費(fèi)0.54元，藥劑費(fèi)用0.43元，膜折舊0.98元。
5、結(jié)論
采用膜生物反應(yīng)器技術(shù)與低壓反滲透技術(shù)對(duì)生活污水深度處理并回用技術(shù)上可行，該組合工藝處理生活污水流程簡(jiǎn)潔，處理效率高，出水水質(zhì)好。該技術(shù)在污水處理領(lǐng)域的運(yùn)用可以滿足不用客戶對(duì)不同水質(zhì)的要求，具有較大的靈活性。膜生物反應(yīng)器出水優(yōu)于中水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，消毒后可以直接作為反滲透進(jìn)水。反滲透出水經(jīng)過(guò)實(shí)測(cè)可以達(dá)到《生活飲用水水質(zhì)》標(biāo)準(zhǔn)，是高質(zhì)量的回用水，可以作為非飲用水之外的用水或水源，在回收率50%的前提下，反滲透濃水也達(dá)到中水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過(guò)消毒后可以作為中水直接回用。隨著環(huán)境保護(hù)力度的加大以及對(duì)回用水水質(zhì)提出的更高要求，該組合工藝在市政污水處理回用領(lǐng)域有較好的發(fā)展前景。
