膜生物反应器解决饮水问题
09生物技术一班：指导老师：
( 甘肃天水 741001)
【摘要】：通过膜生物反应器解决我们当前的饮水问题，对海水淡化扩大水资源，对微污染的地下水和地表水净化，提高水质量，使我们有足够的，卫生的饮用水。
【关键词】：饮用水；膜生物反应器
MBR to solve the problem of drinking water
09 biotechnolog one： Instructor：
（Gansu Tianshui 741001）
【Abstract】: The solution to our problem of drinking water through the membrane bioreactor to expand water resources, desalination, micro-contamination of groundwater and surface water purification, improve water quality, so that we have enough, healthy drinking water.
【Key words】: drinking water; membrane bioreactor
膜生物反应器（membrane bioreactor, MBR)是膜分离过程与生物反应过程耦合的生物反应装置，可应用于原水的净化、海水的淡化和高质饮用水的加工。
膜生物反应器( MBR ) 作为一项新型的水处理技术, 具有处理效率高、出水水质好、设备占地面积小、运行管理简单等特点, 在水处理领域包括自来水供给保障和污水处理回用中得到了迅速发展。
它的结构示意图1.[1]
图1：膜生物反应器的结构示意图
通过膜生物反应器，一方面扩大饮用水的来源；另一方面提高饮用水的质量，保证我们的饮水健康。
海水的淡化是解决当前水问题的热点，如果将占地球总表面积的70.8％的海水进行淡化，那么饮水问题还是问题吗？提高饮用水的质量
就是对受到轻度污染的原水和卫生不达标的饮用水进行加工。
一、海水的淡化
海水的淡化其实质是对海水进行脱盐和降低某些高离子浓度的过程，而脱盐是主要的。
传统脱盐技术存在的缺点可以通过集成膜海水淡化系统来优化，达到水资源的可持续发展。
海水淡化流程如图2.[2]把没有经过任何预处理的海水通过进水泵抽到进水罐,然后通过循环泵抽到反应池中。
给反应池中通入空气，进行膜过滤反应。
净化完的水再通过出水泵输出，整个过程保持压强不变。
图2：海水淡化流程
二、原水的净化
原水主要包括地表水和地下水两部分。
地表水是存在于地壳表面，暴露于大气的水。
地表水是河流、冰川、湖泊、沼泽四种水体的总称，亦称“陆地水”。
它是人类生活用水的重要来源之一，也是各国水资源的主要组成部分。
地下水是存在于地表以下的水，作为人类宝贵的淡水资源，随着现代社会工业化进程的不断发展，出现了不同程度的污染问题。
[3]地下水-土壤中的污染物主要有三类: 有机污染物、重金属污染物以及放射性污染物。
特别是有机污染物对地下水-土壤的污染日益严重, 已经超过重金属污染物和放射性污染物,成为目前土壤和地下水污染的主要来源。
[4]
MBR在净水方面典型生产性的应用：对硝酸盐含量超标的地下水, 在实验室采用孔径为0. 01um的纤维素衍生膜的分置式MBR脱氮, 对硝酸盐的去除率达99. 0%, TOC的去除率>95. 0%; Ubrain等在法国针对含氮和杀虫剂的微污染原水, 采用MBR/PAC工艺进行了生产性试验(处理能力为400m3/d), 对天然有机物
(NOM)的去除率达30. 0%, 对UV254的去除率达60. 0%, 出水TOC为0. 8~ 1. 1mg/L、硝酸盐<2. 3mg/L, 且未检出杀虫剂。
以下是地处太湖下游河网地区微污染水的净化流程图（图3）.[5]河网水经进水泵到达生物反应器中，自动控制系统对进水泵、液位计和出水泵控制，从而达到液位和压强的一致。
反应完的清水经出水泵排出。
图3：河网水的净化流程
最有效的三种反应器工艺流程
1.阴离子交换膜生物反应器
1.1原理
如图4，[6]将受到Cl-和NO-3污染的原水通过进水泵进入流动池，流动池中间有阴离子交换膜，其特点是只允许阴离子通过。
阴离子通过循环泵进入厌氧反应器，反应器中加入营养盐，反应一段时间，将清水流出。
图4：阴离子交换膜生物反应器
1.2优点
致密的阴离子交换膜将厌氧微生物与待处理饮用水隔开，可以避免微生物代谢产物、添加的过量碳源和养分的污染，解决了生物处理饮用水出现“二次污染”和“微生物污染”的问题。
[7]
2.生物硅藻土-动态膜生物反应器
2.1原理
硅藻土颗粒为微生物载体形成菌落团，菌落团通过微生物荚膜和表面粘液作用，形成大量硅藻土菌胶团。
通过这些胶团对微污染水进行净化。
如图5，[8]原水通过进水泵进入反应器，反应器中的膜组件对污水进行反应过滤，控制器对各个环节控制。
净化过的清水由出水泵排出。
2.2优点
对浊度和氨氮有机物具有良好的去除效果。
图5：生物硅藻土-动态膜生物反应器
3.投加粉末活性炭（PAC）的膜生物反应器（MBR）
3.1原理
采用投加粉末活性炭（PAC）的膜生物反应器（MBR）组合工艺- PAC/ MBR 处理微污染地表水。
中试结果表明，该工艺出水水质稳定，稳定运行期间出水浊度、COD Mn和氨氮分别保证在0.3NTU、1.9mg.L-1和0.2 mg.L-1以下，达到生活饮用水卫生标准的要求。
如图6,[9]原水经潜水泵首先抽到沉淀池，经混凝剂处理，除去颗粒悬浮物，然后通过流量计进入反应器。
此时，投加粉末活性炭进行反应，
反应完的清水从上抽出，污泥从下排出。
图6：PAC/ MBR膜生物反应器
3.2优点
除污效果明显，对COD Mn和氨氮去除率高，处理的水达到生活卫生标准。
此外，膜生物反应器对饮用水中氯酚和高氟地下水的治理具有很好的效果。
总之，随着膜制造技术的进步，膜质量的提高和膜制造成本的降低，各种新型膜生物反应器的开发也使其运行费用大大降低。
因此，从长远观点来看，膜生物反应器是今后替代传统的渗透液处理方法的有力竞争者，它在水处理中的应用范围必将越来越广。
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