应用“一体化超声波膜生物反应器”创新工艺技术
处理高浓度有机制药废水工艺设备的应用推广

摘要：针对中国污染企业排放高浓度的COD工业制药有机废水处理难度大，处理费用高的特点，以及为了解决河水、自来水微污染问题，本公司进行了超声波膜生物反应器CMBR工艺的多次试验。试验结果表明，系统出水SS、COD、氨氮、油类、浊度分别为……，出水澄清，出水水质优于城市杂用水水质标准（GB/T18920-2002），系统运行稳定，达到了中水回用的目的，有较强的抗冲击负荷能力。

关键词：废水超声波降解，膜生物反应器；中水回用；膜污染；超声在线清洗。

说 明：水质污染的加剧和用水量的增加，使有限和水资源日趋紧张，污水再生回用和资源化成为解决水资源短缺的重要途径。但传统的回用工艺一般是：“格栅→隔油调节池→水解酸化→生物接触氧化→沉淀池→砂滤池→活性碳滤池→接触消毒池→回用水池”。工艺复杂，占地面积大，污泥量多，出水稳定性差，运行费用高。而采用超声波膜生物反应器（简称CMBR），由于超声波有声流、空化破解、热解作用，另外超声波具有将曝气时的大气泡打碎成微气泡，提高水中溶氧率，这样就能够将难生化降解的有机物大分子降解为有机物小分子，以利微生物易于吸附、分解，产生CO2和H2O无害物质，以达到净化污水（废水），达标排放或回用的目的。

主要适用于

◆普通有机废水产业：如市镇生活废水、机关院校、车站码头、食品业、医院、油田、屠宰业、机械电子加工、造纸印刷业、石化行业、旅游度假风景区、宾馆饭店业与生活小区等。
◆COD值高的废水处理行业：如垃圾渗透液，印染行业，乳化油废水，轮渡码头油污水。
◆特性多变废水之处理行业：医药制药行业、化工生产行业。

2、膜生物反应器分类

2．1、目前开发出来的膜生物反应器可以分为四类：膜分离生物反应器（Membbane separation bio-reactor）；膜曝气生物反应器（Membrane aeration bio-reactor）和萃取膜生物反应器（Extractive membrane bio-reactor）；超声波膜生物反应器（Ultrasonic Membrame bio-reactor，简称CMBR）。其中，膜分离生物反应器只用于污水处理中的固液分离；膜曝气生物反应器中膜被用于气体质量传递，通常是为好氧工艺供氧，可以实现生物反应器的无泡曝气，大大提高反应器的传氧效率；萃取膜生物反应器主要用于工业废水中优先污染物的处理，选择性透过膜被用于萃取特定的污染物。目前已进行了大量研究并投入大规模实际应用的只有膜分离生物反应器，这里只研究膜分离生物反应器、一体化超声波膜生物反应器。

2．2、膜分离生物反应器的分类方法有很多，按照膜组件的放置方式可分为分体和一体化膜生物反应器；按照生物反应器是否需氧可分为好氧和厌氧膜生物反应器。

2．3、分体式膜生物反应器把生物反应器与膜组件分开放置，生物反应器的混合液经泵增压后进入膜组件，在压力作用下混合液中的液体透过膜得到系统出水，活性污泥则被截留，并随浓缩液回流到反应器内。一体化系统则直接将膜组件置于反应器内，通过泵的抽吸得以过滤液，膜表面清洗所需的错流由空气搅动产生，曝气器设置在膜的正下方，混合液随气流向上流动，在膜表面产生剪切力，以减少膜的污染。

2．4、好氧膜生物反应器一般用于城市和工业废水的处理，其中用于城市污水的处理通常是为了使出水达到回用的目的，而用于处理工业废水的主要目的为去除一些特别的污染物，如油脂类污染物。对于华北、华东地区河水、井水、自来水作饮用水源时，由于有微污染问题，也可以采用CMBR超声波振动膜生物反应器技术用于饮用水源的予处理，可减少药剂用量和运行费用，而且当进水水质变化很大时，通过生化及振动超滤膜分离技术使饮用水源出水仍能稳定达标。

2．5、将膜分离技术与厌氧生物反应器相结合，产生了一种更高效、低能耗、易控制与启动的新型厌氧生物处理技术——厌氧膜生物反应器。传统的厌氧生物处理技术希望维护较高的污泥浓度、较短的水力停留时间（HRT）和较长污泥停留时间（SRT），以实现降低投资与运行费用的目的，而在厌氧膜生物反应器中，通过膜的高效截留，不仅解决了厌氧污泥容易从生物反应器内流失导致出水水质降低的问题，同时膜分离的作用还体现在对厌氧反应器的构造与处理效果的强化方面。以UASB与膜单元相结合或ABR或IC与膜单元相结合为例，厌氧膜反应器不再需要设计三相分离器来实现固液气的分离；而对于两相厌氧MBR，由于膜分离的作用使产酸反应中的产酸菌浓度增加，提高了水解发酵能力，同时膜将大分子有机物截留在产酸反应器中使水解发酵，因此保持较高的酸化率。厌氧膜生物反应器常用于高浓度有机废水的处理，由于生物反应器缺少曝气，为了使厌氧污泥处于悬浮状态，处理高浓度有机废水的厌氧膜生物反应器均采用分体式。

3、国内外对膜生物反应器技术的研究及应用进展

3.1 国外的研究与应用

　　膜生物反应器技术起源与60年代的美国，其研究与应用可分为三个阶段：
第一阶段（1966-1980）：1966年，美国的Dorr-oliver公司首先将MBR用于废水处理的研究；1968年，Smith等把将好氧活性污泥法与超滤膜相结合的MBR用于处理城市废水；1969年Budd等的分离式MBR技术获得了美国专利；70年代初期，好氧分离式MBR处理城市污水的实验规模进一步扩大。同时，厌氧MBR研究也相继开始进行，实验室规模的研究与中试规模的研究均取得了较满意的结果。这一时期MBR的应用受当时膜生产技术的限制，直到20世纪七十年代后期，大规模好氧膜生物反应器才开始在北美应用。膜生物反应器最先用于微生物发醇工业。在污水处理领域中的应用研究始于60年代的美国。1968年， Smitb等将好氧活性污泥法与超滤膜相结合的 MBR用于处理城市污水，该工艺有减少活性污泥产量、保持较高活性污泥浓度、减少污水处理厂占地等优点。70年代初期，好氧分离式MBR处理城市污水的试验规模进一步扩大；同时，厌氧MBR研究也相继开始进行，实验室规模的研究（Shelif等，1972）与中试规模的研究（Cruver等，1975）均取得了较满意的结果。这一时期MBR的研究重点是开发适合高浓度活性污泥的膜分离装置，但由于受当时膜生产技术的限制，膜的使用寿命短，膜通量小，这项技术在相当长的时间内仅停留在实验室研究规模，未能投入实际应用。

　　第二阶段（1980-1995）：70年代末期，日本由于国土面积小，地面水体因径流距离较短而导致其自净能力差、生态系统脆弱、易受污染。MBR由于其占地面积小和出水水质优良的优势，其应用有了很快的进展。70年代后，日本由于污水再生利用的需要，MBR的研究工作有了较快的进展。日本1985年开始的“水综合再生利用系统90年代计划”把MBR的研究工作在污水处理对象与规模上都大大推进了一步。日本在该项计划中对厌氧MBR作了较系统的研究，研制了酒精发酵废水、造纸厂废水、蛋白工厂废水、城市污水、屎尿废水、淀粉厂废水、酒店及工业油污废水等7类污水的MBR处理系统。这一时期研究集中在MBR的处理效果与运行稳定性方面。许多研究都证实了MBR处理系统。这一时间研究集中在MBR的处理效果与运行稳定性方面。许多研究都证实了MBR能获得良好的出水水质。三井石化公司用MBR处理粪便污水，取得了前所未有的良好效果，MBR运行且有一定的稳定性。

　　自1983年至1987年，日本有13家公司使用好氧MBR处理大楼废水，经处理后的水做中水回用，处理规模达50-250m3/d。日本1985年开始的“水综合再生利用系统90年代计划”把MBR的研究在污水处理对象与规模方面都大大推进了一步，在该项计划中，日本对厌氧MBR作了较系统的研究，研制了酒精发本季酵废水、造纸厂废水、蛋白工厂废水、城市污水、屎尿废水、淀粉厂废水等7类污水的MBR处理系统。目前在日本运行（包括在建）的膜生物反应器占全球的66%。

　　进入80年代，随着膜的开发，膜生物反应器更具实用价值，世界各国对膜生物反应器的研究也投入了很大力量，使膜生物反应器污水处理技术的研究也有了很大的进展，其内容大致可分为以下几个方面：

（1）探索新的膜生物反应器形式，扩大其适用范围；
（2）探索合适的操作条件和工艺参数，尽可能提高膜组件的性能；
（3）降低处理工艺的动力消耗；
（4）进行机理及数学模型研究；
（5）实用化装置的研制。

　　为了解决MBR能耗较高的问题，人们研究的第二代MBR：一体式MBR。学者Yamamoyo等在1989年首先开发了一体式MBR。膜组件直接置入反应器内，通过泵的抽吸，得到过滤液：膜表面的错流由空气搅动产生，曝气器设置在膜的正下方，混合液随气流向上流动，在膜表面产生剪切力，以减少膜的污染。由于不需循环泵,抽吸泵的工作压力小，一体式MBR的单位产水能耗小于2kw.h/m3，低于分离式MBR的能耗：并且具有结构紧凑、体积小、膜外皮层易于清洗等优点。

　　1992年M.Knops利用 lydney 和Colton提出的浓差极化理论研究错流式膜组件的透水率，研究发现膜丝长度减少可以增加透水率，并提出了穿流式膜组件的概念。在一体式MBR和穿流式MBR的研究初期，出水均采用负压抽吸方式。1999年，一种新型的一体式MBR-重力淹没式出水膜组件，处理每吨水能耗为2.5kwh/m3。

　　早期的MBR主要局限于生活污水和城市污水、酒店污水处理，着眼于有机物的去除。80年代以来MBR处理的对象拓宽到工业废水、石化废水、发酵废水甚至堆肥、填埋场沥滤液等废水处理方面。90年代初，MBR开始应用于废水的脱氮除磷研究，Hideki与Hidenori 分别进行了MBR的高效氨氮硝化与工业废水去除磷酸盐的研究，出水的氮浓度在0.1～20mg/L。1996年，UrbrainV用MBR进行饮用水生产的中试研究，以去除饮用水中微量的氮、有机物与杀虫剂，取得良好效果。

　　第三阶段（1995至今）：进入九十年代中后期，越来越多的欧洲国家将MBR用于生活污水和工业废水的处理。进入90年代中后期，膜生物反应器在国外已进入了实际应用阶段。Zenon公司在膜生物反应器的推广方面作了许多工作。它首先推出了超滤管式膜生物反应器，并将其应用于城市污水处理。为了节约能耗，它又开发了淹没式中空纤维膜丝的膜组件，此膜组件可以直接放入曝气池，也可以单独设立分离池：采用正压压滤和负压抽滤相结合的方式，并采用在线等十多个地方，规模从380m3/d至7600m3/d。另一个在膜生物反应器实际应用具有竞争力的公司是日本的Kubota公司，它所生产的板式膜具有流通量大、耐污染和工艺简单特点。此板式膜直接放入混入液中，利用混合液的水头压力作为穿透压，将处理水排出系统，系统出水稳定。

　　目前主要有6家大公司经营MBR，它们分别是加拿大Zenon公司，日本Mitsubishi Rayon，旭化成化学公司，法国Suez-LDE/IDI公司和日本Kubora公司、美国的陶氏欧梅公司。Zenon、Mitsubishi Rayon、旭化成化学和Kubota公司生产一体式聚合物中空纤维膜组件；Suez-LDE/IDI生产分体式管式陶瓷膜组件；加拿大的Zenon公司首先推出了超滤管式膜生物反应期，并将其应用于城市污水处理。为了节约能耗，它又开发了淹没式中空纤维丝的膜组件，此膜组件可以直接放入曝气池，也可以单独设立分离池，采用正压压滤和负压抽滤相结合的方式，并采用在线过滤脉冲反冲洗，易减少膜污染，目前这种膜生物反应器已应用于美国、德国、法国和埃及等十多个地方，规模从3805m3/d至7600m3/d；日本的Kubota公司所生产的板式膜具有流通量大、耐污染和工艺简单等特点，此板式膜直接放入混合液中，利用混合液的水头压力作为穿透压，将处理水排出系统，系统出水稳定。

　　一些发达国家近年来MBR的应用情况。如荷兰Xflow公司开发的MBR在生活污水和食品、林业、造纸等工业废水处理中得到了广泛的应用，工业废水累计处理流量为245m3/h，其中一家规模最大的生活污水处理厂的处理能力为1100m3/h。目前荷兰正在建造处理能力为18000 m3/h的MBR污水处理厂，并计划从2003年开始建造处理能力为（6～24）×104 m3/h的MBR污水处理厂。

3.2 国内的研究与应用

　　MBR在我国水处理方面的应用研究首先从分离式MBR开始。1993年上海华东理工大学环境工程研究所进行了MBR处理人工合成污水和制药废水的可行性研究。同年中国科学院生态环境研究中心菊思启动MBR的研究。1995年，樊耀波将MBR用于石油化工污水净化的研究，研制出一套实验室规模的好氧分离式MBR。该系统对石油化工污水中COD、BOD、SS、浊度、石油的去除率分别为78％～98％、96％～99％、75％～99％、98％～100％、87％～100％。

　　近年来，膜生物反应器的处理对象不断扩展：传宏（1997）采用无机膜－生物反应器进行了处理生活污水的实施；志超（1999）采用MBR处理COD高达3000～12000mg/L的巴西基酸生产废水；建功（1999）采用生物接触氧化法取代活性污泥作为MBR系统的生物反应单元，进行膜－生物接触氧化法处理港口污水的研究：义亮（1999）采用厌氧膜生物反应器进行高浓度食品废水处理；连军（2000）用无机膜－生物反应器（IMBR）处理啤酒废水。这些研究结果表明：MBR对废水的COD，NH3－N，SS，浊度等都达到良好的去除效果。

　　随着我国水污染和水资源短缺问题的加重，我国的MBR研究正加快发展，1997年中国科学院生态环境研究中心开始了穿流式膜－生物反应器的研究工作，清华大学、同济大学、天津大学等高校开展了分离式MBR和一体式MBR的研究：MBR的研究对象从生活污水扩展到石化污水、高浓度有机废水、食品废水、啤酒废水、港口污水、印染废水：膜生物反应器从活性污泥法扩展到接触氧化法：生物处理流程从好氧发展到厌氧，并且对不同污水的处理效果、系统的稳定运行、操作条件的优化进行了研究。但目前有关膜生物反应器处理污水的实际应用愈来愈见于报道。

　　膜生物反应器作为一种正在发展中的污水处理高科技新技术，具有普通生物处理工艺不及的优点，其在污水净化处理中的应用研究正受到国内许多研究者的关注。随着膜制造技术的进步，膜质量的提高和制造成本的降低，油污水超声波高效处理装置在污水处理领域中的应用必将越来越广泛。

3.3 在国内膜生物反应器研究与应用

　　目前主要有23家公司经营MBR，它们分别是杭州市的浙大凯华、凯洁、浙大泓泉、凯成、恒滤膜公司；天津市的膜天膜、中天水处理、天方膜分离公司、清华德人；北京市的清华紫光环境、东方润泽、中科膜技术、九鼎高科、朗泽、东方神龙公司；上海的万森水处理、恒通水处理公司；另外有湖州东伟、湖州欧美环境、大连大器、东莞万源、深圳立升公司经营MBR；益方田园。其中以浙大凯华、天方膜分离、天津市的膜天膜、旭化成化学公司规模较大。

　　超声波膜生物反应器废水处理工艺新技术是一门以物理、超声波电子、机械、生物化学、膜分离技术、微电脑及自动化仪表、压力容器及材料学为基础的高科技组合技术。早在1830年，Savrt用齿轮第一次产生24KHz的超声，1927年Wood和Loomis首次发表超声能量作用的实验报告，为今天的功率超声学奠定了基础。超声波是物理介质中的一种弹性机械波和电、磁、光等同样是一种物理高能能量形式。具有聚束、定向及反射、透射引起微粒振动。超声波作用于废水中不同的声强、声密度、声功率、频率下会产生下面七种理化效应：①机械效应；②热效应；③溶氧及空化清洗效
应；④热解消化和自由基氧化效应；⑤声流促使粒子移动效应；⑥生化反应加速传质效应；⑦加速污泥絮凝沉淀触变效应。

　　超声波技术作为一种新的废水、微污染水源处理技术，在国内还鲜为人知，在国外，已有了大量实验室的基础研究成果，并有大规模进入水处理实际应用，被认为是一种有前途的水处理技术，本文将综述国外、国内超声波技术在水处理方面的研究。

　　超声波是指频率高于20KHZ-5MHZ的声波，当一定强度的超声波通过废水媒体时，会产生一系列的物理、化学效应。早在1929年就有超声波废水化学效应的报道。超声波环境保护领域的应用也发展较快，主要有超声波清洗、固液分离、超声波热解、有毒物消化降解和自由基氧化效应对污泥的降解处理等，其对有机物的处理与有机声化学是密切相关的，也是国外新近开展的研究课题，目前已有一些实验室成果。我国在超声波与膜生物反应器的协同作用新的废水处理技术，以及超声波与膜的清洗抗污技术研究，此方面的研究很少。

1）机理分析

超声波对有机物的处理基于以下两个实验成果。

A、空化实验成果

　　超声波对有机物废水的处理不是直接的声波作用，因为超声在液体中波长为10～0.015cm（相当于15KHZ至10MHZ），远远大于分子的尺寸，而是和液体中产生的空化气（ sound cavitation ）。足够强度的超声波通过液体时，当声波负压半周期的声压幅值超过液体内部静压强时，存在于液体中的微小气泡（空化核）就会迅速增大，在相继而来的声波正压相中气泡又绝热压缩而崩灭，在崩灭瞬间产生极短暂的强压力脉冲，气泡周围微小空间形成部热点（hot spot ），其温度高达5000ºK，压力达500atm，持续数微秒之后，该热点随之冷却，冷却率达109k/s,并伴有强大的冲击波（对均相液体媒质）和时速达400km的射流（对非均相媒质）。这就为有机物的处理创造了一个极端的物理环境。

B、自由基实验成果

　　在空化作用产生的高温、高压下，废水水分子裂解产生自由基：H2O　→　•H　＋　•OH
自由基由于含有未配对电子，所以其性质活泼，很容易进一步反应变成为稳定分子。自由基可在空化气泡周围界面重新组合、或与气相中挥发性溶质反应、或在气泡界面区、甚至在本体溶液与可溶性溶质反应，形成最终产物。自由基可用电子自旋共振（ESR）谱法检测。

　　在含有聚合物的多相体系中，由于空化泡崩灭时的强大的流体力学剪切力，会使大分子主链上碳键产生断裂，产生自由基引发各种反应。

　　同时声波的机械效应（传声媒质的质点振动、加速度及声压等力学量）和热效应（声波转化而成）对废水有机物的处理贡献也不容忽视，有时甚至主要是这些效应。
超声波对废水混凝具有促作用，因为当超声波通过废水有微小絮体颗粒的流体介质时，其中的颗粒开始与介质一起振动，但由于大小不同的粒子具有不同的振动速度，颗粒将相互碰撞、粘合，体积和重量均增大。然后，由于粒子变大已不能随超声振动，只能作无规则的运动，继续碰撞、粘合、变大，最后沉淀下来。由于超声波的废水高效絮凝作用，将比一般的废水絮凝效果好，对废水污染物的去除率高。

2）超声发生器和反应器

　　超声波发生器按其产生方法来分有两种：一是流体动力式发生器，是以高速气体或液体来产生超声，如旋笛、液哨等；另一种是电磁转换产生超声，有清洗槽辐射式、声变幅杆浸入式和杯形反应器等。

3）超声波对废水中不同有机物的处理作用实验

　　已对卤代烃类、酚类、硝基酚、氯酚、醇类、聚合物、芳香族化合物、马拉磷农药、灰黄毒素酸等的声解处理作用进行了试验。

　　先后研制了多台超声波膜生物反应器，承接了多个污水处理工程，并对广东几个企业的房地产公司生活小区及酒店旅馆的生活污水、餐饮业油污水和工业乳化油高浓度废水、垃圾渗透液废水、食品工业高浓度有机废水进行小试、中试研究及多个工程试点，经环保部门检测，取得了良好的应用效果。

A、通过研究，先后采用超声波好氧膜生物反应器，超声波厌氧膜生物反应器（〖UASB+CMBR〗/ 〖ABR+CMBR〗/ 〖IC+CMBR〗/〖UBF+CMBR〗），无泡曝气膜生物反应器、萃取膜生物反应器、超声波与臭氧膜生物反应器、超声波与二氧化氯膜生物反应器、超声波与紫外线膜生物反应器、超声波与TiO2膜生物反应器等进行实验。超声波膜生物反器又应用了序批式活性污泥法与超声波膜生物反应器组合工艺（SBR+CMBR/LINPOR+CMBR /CASS+CMBR/氧化沟+CMBR/PACT+CMBR）、生物接触氧化生物膜与超声波膜生物反应器组合工艺（BCOT+ CMBR）、循环固定微孔载体生物膜与超声波膜生物反应器组合工艺（BAF+ CMBR）、循环移动微孔载体生物流化床与超声波膜生物应器（ABFT+ CMBR）、A2/O与超声波膜生物反应器（即MSBR+CMBR）对工业高浓度有机废水进行小试、中试研究。

“一体化超声波膜生物反应器”（Ultrasonic Membrame bio-reactor，简称CMBR）是膜分离技术和循环载体生物膜法（生化技术）、高能超声波在线清洗技术和催化氧化超声波降解技术组合在一起的新型污水超声波高效处理专利技术。

① 这种高效污水处理技术是由膜组件取代传统活性污泥法法的二沉池、污泥浓缩池、砂滤池、活性碳滤池及消毒池，利用膜的高效截留作用进行固液分离；
② 利用超声波在20～100KHZ范围内的空化清洗和振动作用，对膜组件进行在线自动清洗，从而解决了常规MBR的膜污染问题；解决了浓差极化，进而延长了膜的2～3倍使用寿命；
③ 超声波空化将Ø1.5～3mm 曝气气泡打碎成Ø5µm～200µm微气泡，并提高了溶氧率，降低了曝气风机的运行成本。
④ 另外超声波在100KHZ～5MHZ范围内对难于生物降解污水中的有机物和含有毒害的有机化学物质具有热解、微射流及冲击波作用，能使水分子在热点下达到超临界状态，并分解成羟基自由基（•OH）、超氧基等，•OH具有强氧化性；

　　污水中有机物能在热点下发生化学键断裂、瞬时高温分解、超临界水氧化、自由基氧化等反应，这些效应加上声场中的质点振动，次级衍生波等为有毒有害的化学有机物降解提供了难以达到的途径；从而使污水中苯环类、多碳链复杂有机物大分子降解为单碳物和低分子有机物，以易于微生物生化降解；

　　此技术提高了污水（有机废水）可生化比（BOD/COD），但在工作过程中需控制污水中超声波的作用时间、声功率、声强、频率、水温、PH值及声功率作用方式。一般污水先经超声波予处理后可降解50～80%有机物，城镇生活小区污水通过超声波膜生物反应器处理后出水可直接中水回用。

　　对于高浓度工业制药废水、工业食品废水、酒店餐饮废水、垃圾渗透液、工业漂染废水等经超声波予处理后，将有毒和难降解物及多碳链复杂有机物大分子直接降解为单碳物和低分子有机物，提高了废水生化降解性，再通过活性污泥吸附、生化作用及（微滤）超滤膜分离出水基本可稳定达到优于国家一级A排放标准GB8978-A和广东省一级排放标准DB44/26-2001和中水回用标准GB/T18920-2002（COD≤50mg/L、 BOD5≤10mg/L）2003年我们应用此专利技术，曾先后对广州房地产公司生活小区生活污水和广州汽车有限公司生产车间乳化油工业废水（5m3/d，BOD=5000～35000 mg/L），广东某酒店餐饮废水（COD=500～1200 mg/L）、广州某垃极填埋场垃圾渗透液废水、工业制药废水、广州某医院医疗废水进行小试、中试试验，出水基本为（CODcr=10～40 mg/L，NH3-N=0.5），出水稳定，设备运行6个月基本无污泥排放（垃圾渗透液废水仅每3个月排少量砂渣）。

超声波膜生物反应器工艺技术特点

★ 在超滤膜过滤下，分离效果远优于传统沉淀池、污泥浓缩池等处理单元，出水水质稳定，悬浮物和浊度接近于零，可达到国家生活杂用水水质标准（CJ25.1-89），一般低污染度市政/市镇生活污水处理后可直接回用。
★ 高容积负荷下，停留时间短，占地面积减小。
★ 反应池内MLSS浓度可达10000--15000mg/L以上，耐负荷冲击能力强。
★ 有利于增殖缓慢的硝化细菌的截留、生长和繁殖，系统的硝化效率得以提高，A/O反应下具高效脱氮、除磷的功能。使用专用SV系列优势细菌，能快速去除难降解的有机物和氨氮，并减少硝化菌、聚磷菌训化的时间。
★ 适用于旧有污水处理厂进行改造，仅需增设占地很小的MBR膜组件和超声波设备。
★ 在生物自解下污泥量很少，反应器在高容积负荷、低污泥负荷、高泥龄之运转下，生活污水可以实现基本无剩余污泥排放，降低了剩余污泥处理的费用。
★ 操作运行费用低，可实现微电脑自动化控制，便于操作管理。
★ 超滤膜可拦除大部分细菌等微生物，减少消毒药剂添加及获得稳定、安全的回用水。
★ 膜分离大大提高了污水的大分子难降解的物质处理效率。
★ 利用先进的超声波技术对MBR的膜组件进行在线清洗，减少反冲洗频率和清洗药剂的用量，延长了膜组件的寿命；通过超声波聚焦提高了氧的溶解利用率。
★ 装置一体化，安装方便；工艺流程简单，结构紧凑，省去了二沉池、砂滤池、碳滤池、污泥浓缩池与消毒池，占地面积很小。
★ 自动化程度高，操作简单，管理方便，可实现自动远程控制。运行成本低，维护方便。

综合废水工艺流程

A 1、 系列污水处理及中水回用成套装置简介
（微电脑自控型）一体化超声波膜生物反应器技术介绍（英文简称CMBR）

中水，即城市污水经二级处理后的再生水。常用于灌溉、洗涤、环卫、造景等非饮用功能。

　　公司经过多年CMBR 膜生物反应器的研究和应用，研究开发了膜生物反应污水超声波高效处理装置技术简称“（微电脑自控型）一体化超声波膜生物反应器工艺技术”（英文简称CMBR）超声波膜生物反应污水回用技术及装置是将超声波强化清洗及气穴超临界氧化技术与膜生物反应技术有机结合而开发的一种创新型超声波膜生化污水处理新工艺，其针对国内外近年来开发的常规膜生物反应器技术在实际污水处理应用中存在的瓶颈和缺陷问题，以致难以推广而专门开发的一种新型污水再生回用技术及装置，本项目解决了常规膜生物反应器工程应用中起关键作用的分离膜（超滤或微滤膜）容易被胶体物、溶解性微生物产物堵塞，使出水通量不稳定且随时间不断减小、运行中膜污染严重（主要是产生浓差极化现象和滤饼层、大分子溶解物污染）、膜堵塞后加药清洗费用高、分离膜组全堵塞失效后导致分离膜更换频繁、膜更换费用高、系统维护麻烦、系统运行耗能大成本高的难题。

本工艺技术不仅具有常规膜生物反应器的所有优点，还可避免微生物污泥流失，污泥浓度高，出水基本无悬浮物、微生物、病毒等污染物，结构紧凑，操作简单，占地少；而且还具有下面四个明显的优势：

（1）采用带反馈信号的低频超声波空化清洗和声流效应技术，对分离膜进行周期性振动和定时强化清洗，运用微电脑根据膜污染状况和水质特点（COD、BOD、PH/ORP、MLSS、SVI、MLVSS、DO、P压力），实时接收膜压力和水质反馈信号,自动调节微电脑超声波系统的声功率、振动频率、声强、空化强度、空化扫描时间参数，使膜产生节涌流效应和提高膜的水力剪切强度，强化膜清洗，使膜水通量稳定，预防、控制浓差极化和滤饼层的形成，防止吸附性污染和膜闭塞、孔堵塞。解决了常规膜生物反应器工艺需经常用酸碱加药浸泡膜及气水反冲洗，能耗高，膜寿命短，加药残留产生二次污染的难题。

（2）有针对性的应用高频超声波的声化学效应对进入本项目设备的高难度工业废水如CODcr≥10000 mg/L有毒或难降解的工业废水、城市填埋场垃圾渗透液、印染工业废水、制药工业废水、钢厂乳化油废水、农药废水等及高浓度有机污水如BOD5≥5000mg/L以上的生化性好的屠宰废水、食品废水等，应用高频超声波的气穴热解、自由基氧化、气穴内超临界氧化效应对高难度工业废水通过超声波热解和自由基氧化效应使大分子降解为低分子物质或低浓度有机污水，提高生化比后有利于好氧微生物吸附降解，从而降低了进水负荷，减轻了膜污染，从而延长了分离膜的寿命，膜使用寿命由原来常规工艺的1-2年延长到本工艺的5-6年，美国、日本进口的优质膜组可延长到约10年寿命。

（3）本项目设计采用亲水型膜内微孔曝气漂悬中空纤维耐蚀膜，具有不易粘附有机胶体，不易堵塞的特点；

（4）本项目应用超声波的空化破碎作用，将亲水型中空纤维膜内的大气泡破碎为微气泡，提高了空气向污水中的氧转移效率。经测试常规MBR氧转移效率为5～8%，而采用本新工艺后氧转移率为25～40%，从而大大降低了变频曝气风机的耗能成本。

(5)采用复合优势工程菌,具备破杂环,苯酚,卤代烃,氯化有机难降解物质能力.耐酸碱、温度适应能力强。

本项目产品经广东省电子产品监督检验中心检测合格，出水取样水质通过广州市环境保护科学研究所检测分析，结果达到国家《城市污水再生利用--城市杂用水水质》（GB/T18920-2002）城市杂用水水质标准，经实验室测试及在客户污水站现场试用如在广州军区（餐饮废水）、广东江门市鹤山印染厂（印染废水）、广东制药有限公司（制药废水）、广州市白云区李坑垃圾渗透液废水工程进行应用，效果优异,出水达到客户要求技术指标，生活污水处理成中水的直接成本约为0.30-0.40元/吨水,无动力〖重力型〗中水的处理成本约为0.15-0.25元/吨水，而常规MBR工艺将生活污水处理成中水的直接成本约为1.5-2.2元/吨水。

本项目产品可广泛应用于普通有机生活污水行业生活小区、酒店、医院、城镇生活污水、中水回用；COD值高的高难度工业废水行业，如医药制药废水、垃圾渗透液、印染废水、乳化油废水、屠宰废水、食品酿造废水；特性多变工业废水：石油化工生产废水、造纸废水、船舶码头油污水、清洗酸碱废水、涂装电镀废水等的废水处理。

主要适用于

◆普通有机废水产业：如市镇生活废水、机关院校、车站码头、食品业、医院、油田、屠宰业、机械电子加工、造纸印刷业、石化行业、旅游度假风景区、宾馆饭店业与生活小区等。
◆COD值高的废水处理行业：如垃圾渗透液，印染行业，乳化油废水，轮渡码头油污水。
◆特性多变废水之处理行业：医药制药行业、化工生产行业。

工艺原理

一体化超声波膜生物反应器技术（Ultrasonic Membrane Bio-Reactors，【简称CMBR】）是在普通MBR技术的基础上，首创性地与超声波清洗技术相结合，利用低频超声波空化震动、破碎、快速清洗技术对MBR的膜组件进行在线清洗，辟免浓差积化现象；利用中高频超声波声流、热解、降解技术对大分子有机物降解为小分子有机物，有利于微生物快速吸附降解；从而减少了MBR的膜组件的反冲洗频率和清洗药剂的用量，从而大大延长了膜组件的寿命，并降低了设备运行成本。另外，在超声波发生的过程中，水中会产生极大量的微小气泡定向聚焦，大大提高了MBR里废水的溶氧效果，从而降低了供氧风机的功率，节约运行成本。
占地比常规活性污泥A/O法减少十倍面积, 生活污水设备运行费用由1.5元/吨降到0.35-0.5元/吨.是水源保护，城镇节水、中水回用和水污染防治工程的理想设备。

CMBR 膜生物反应器技术与传统的中水回用技术相比具有以下优势

技术参数

污水主要污染物去除效率指标：

CODcr去除率：≥90%      BOD₅去除率：≥95%

NH₃—N去除率：≥90%     SS去除率：≥95%

处理污水的容积负荷指标：     COD容积负荷：≥2kg COD /（m³·d）

与常规活性污泥法工艺比较

一体化超声波膜生物反应器工艺与传统工艺之比较(生活污水10000吨/天)

设备规格


中水回用设备选型