MBR结合厌氧工艺 污水厂的AnMBR时代要来临了？

发布时间：2023-8-22 16:18:44  来源：  作者：

前段时间，随着“碳中和”、“光伏”等热词的出现，带起了一股节能减排的潮流。水处理行业自然也是响应国家号召，不断尝试新模式、新工艺。

事情当然并非想象的那么容易。要知道，世界上大部分的污水厂都采用了活性污泥法，好用肯定是非常好用的，但也不能否认其中的缺点：非常消耗能源！

那该怎么节能？自然是求变！

所以说，污水处理技术在未来是很有可能发生重大改变的，这个变化过程必定会使污水处理实现能量盈余和最大化的资源回收。

问题又来了，如何才能让污水厂实现能量盈余呢？

其中一个可能就是让污水处理工艺从传统高耗能的有氧处理转向厌氧处理。因此，在这样的环境下，厌氧膜生物反应器（AnMBR）应势而生。

01 什么是AnMBR?

简单来说，AnMBR就是厌氧生物过程与膜分离技术的结合，由厌氧反应器和膜过滤系统组合而成。因为厌氧生物反应器中不需要额外的空气，所以减少了能源消耗，从而实现了优质出水的同时回收了污水里的能量。

这个概念最早提出是在20世纪70年代，有人将膜组件引入到厌氧处理系统上，发现处理有机物和硝酸盐效果非常好，由此就引入了AnMBR。

既然这个技术组合好，那肯定少不了人研究。一开始，美国的一家公司Dorr-Oliver开发了一种名为MARS的厌氧膜生物处理系统，用来处理高浓度乳制品废水，效果依然不错。

日本也不甘落后，1989年，日本政府开始联合许多大公司一起投了一个为期6年的“90年代水复兴计划”，名头很唬人，也确实有成效。在计划推动下，日本也是发展了一大批不同配置的AnMBR用于工业和污水处理。

不过呢，当时这些也只是小打小闹，一方面是受到了膜生产技术的限制，另一方面就是膜太贵了，而且寿命短膜通量还小，不可能大规模应用，所以那些研究也大多局限在实验室里，不了了之了。

现在，在沉寂了好长一段时间之后，AnMBR终于又开始慢慢在行业内抛头露面了。就小编所了解到的，目前AnMBR已经广泛应用于高COD高可生化性废水的处理，如酿酒污水，乳制品污水，屠宰污水等。

许多水处理行业著名公司将AnMBR运用于实际工业污水处理项目中，包括久保田（Kubota），被苏伊士（SUEZ）收购的GE水处理，威立雅（Veolia），被懿华（Evoqua）收购的ADI等。

包括在欧洲，Severn Trent公司也选择了一个叫Spernal的污水厂进行了厌氧膜生物反应器的测试，这是欧洲最大的AnMBR案例。要是有水友感兴趣以后小编可以单独出一期仔细讲解一下。

言归正传，在配置上面，AnMBR常用的厌氧系统主要有:升流式厌氧污泥床反应器(UASB)、厌氧颗粒膨胀污泥床(EGSB)、厌氧流动床(FB)、厌氧生物滤池(AF)、折流式厌氧反应器(ABR)等。

AnMBR的膜组件主要是超滤和微滤膜，在膜组件的配置上主要有两种形式，即外置式和浸没式。

外置式是将膜组件和生物反应器分开放置。在这一配置中，因为反应器中缺少空气鼓泡，需要通过水泵进行液体循环以形成膜表面的切向流来改善膜污染状况。

不过数据表明，膜每透过1立方米水量,往往需要25~80立方米的料液(污泥混合液)循环量，因而需要较高的能耗。但由于这一配置能有效改善膜污染，是目前AnMBR中最普遍的配置。

内置式是将膜组件放入到反应器内，采用循环沼气进行膜面曝气的方式控制膜污染。这一配置方式对应的运行能耗较低，同时提供了一个较温和的反应条件，但是相应的膜通量往往较低。

02 AnMBR的主要特点

相对于好氧技术，厌氧生物处理技术最大的特点是具有将污水中的有机物变废为宝，转化为甲烷这种可回收利用的能源气体。

AnMBR技术在保留厌氧生物处理优点的基础上，引入了膜组件。膜组件的高效分离截留作用使生物量不会从反应器中流失，实现了SRT和HRT的有效分离，因而AnMBR可以有更高的有机负荷和容积负荷，也不存在什么活性污泥的膨胀问题了。

同时因为AnMBR具有较高的有机物去除率，而且膜组件对微生物有很强的截留能力，所以对有毒化合物和物质具有较强的去除能力。

以前影响MBR发展的主要限制因素是高昂的膜材料价格，但由于近年来膜材料技术迅猛发展，膜材料价格也迅速降低，同时性能也变得越来越好，可以实现膜组件的经济更换，运行费用大大降低。所以在满足达标要求下，AnMBR也是非常让人期待的。

AnMBR与其他处理工艺的对比

03 AnMBR依然存在很大问题

AnMBR在保留厌氧生物处理工艺优点的基础上，还可显著改善反应器固液分离效果，考虑到微生物的低增值速率，这种工艺特别适用难降解的有机污水。但要大范围的推广应用AnMBR技术，依然存在不少问题：

• 去除有机物效率不完全，有待提高，也不能够完全去除进水中的N、P等污染物；

• 前期反应器启动所需时间太长；

• 容易引发膜污染；

• 由于要求完全厌氧，对反应器等处理构筑物密封要求很高，一般反应器不能够达到完全密封，还可能因为臭气的溢出造成二次污染；

• 反应器的能耗问题，这个问题主要针对外置式的，一体式的很少，这就需要额外的能量来进行反应器内液体的循环来改善膜污染情况；

• 理论和实际运行参数都相对缺乏。目前世界上运行的膜生物反应器绝大多数都是好氧的，只有少许一部分是厌氧的，这就造成了各种经验参数的缺乏。

最后再说几句，AnMBR技术在行业内受到极大关注是由其自身优势决定的，但在污水处理中广泛应用还有一段路要走，至于能否成为下一代污水厂的主流厌氧处理工艺还存在不确定性。希望未来行业企业能在技术研发方面有所突破，创新技术及工艺应用，为人类环保事业贡献力量。