一体化污水处理设备中水回用技术

MBR的组成
从整体结构上看，MBR主要由膜组件、生物反应器和泵三部分组成，其中生物反应器是污染物降解的主要场所，膜组件相当于生物处理系统中的二沉池，起固液分离的作用，泵是系统出水的动力来源。
根据膜组件的设置位置，可将MBR分为一体式和分置式两类。前者是将膜组件放置在生物反应器的内部，后者是把膜组件与生物反应器分开设置，显然，这种分置式的MBR因为增加了污泥回流泵和维持一定的膜面流速而存在动力消耗大、系统运行费用高的问题，与之相比，一体式MBR的膜表面错流是由曝气器产生的空气搅动产生，不需污泥回流系统，因而系统相对简单、能耗较低，这也是目前小区中水回用处理工艺中通常采用的形式。
工艺特点
MBR工艺与其他生物处理工艺相比，具有以下特点：（1）出水水质好，稳定性高膜过渡出水使得生物反应器内获得比普通活性污泥法高得多的生物浓度，地提高了生物降解能力和抗负荷冲击能力。同时，污泥停留时间较长，这也为难降解有机物分解菌和硝化菌等增殖速度慢的微生物得以在反应器内繁殖富集，特别是对难降解有机物和氨氮的去除可以取得理想效果。另一方面，膜分离对小于膜孔径有有机大分子物质的截留作用，能够确保滤后出水在除菌、消除悬浮物和降低BOD方面很稳定。

（2）占地少膜生物反应器可以维持较高的污泥浓度，通常MLSS为8～20g/L，是传统生物处理的2.5～5倍，同时系统省去了二沉池和污泥回流设备，因而占地面积省。
（3）操作维护简单膜分离单元工艺简单，出水和运行不受污泥泥膨胀等因素的影响，操作维护简单方便，且易于实现自动控制管理
（4）污泥处水费用低系统污泥浓度高，泥龄长，这意味着排泥量少，产泥量仅占传统工艺的30%，这对后续的污泥处理极为有利。
经济分析
MBR工艺具有出水水质好、运行稳定、节省占地面积、易于管理维护等特点，出水消毒后可直接回用，与传统的中水处理工艺（二级生物处理+混凝沉淀+过滤+消毒）相比具有明显的经济优势，其主要表现在：（1）MBR工艺容积负荷高，无二沉池，基建投资省；（2）污泥产量低，后期处理投资与处置费用低；（3）出水水质好，省去了三级处理；（4）随着膜技术的发展，膜的价格会不断下降、性能会更好；（5）占地面积小，在需要征地和空间有限的情况下，更显*；（6）因工艺简单、维护管理方便，其潜在的运行管理费用较低。
活性污泥是微生物群体及它们所依附的有机物质和无机物质的总称，它是一个广阔的微生物世界，几乎包括了微生物的各个群落，主要由细菌、真菌、原生动物和后生动物组成，其中细菌对净化水质起主要作用。活性污泥中的主体细菌来源于土壤、空气和水。这与细菌在曝气池内通过人为的培养迅速地大量增殖有关，形成了该条件下适宜的细菌种群。
它们能迅速地稳定水中的有机物质，有着良好的聚合力。在一定的能量水平下，大部分细菌构成了活性污泥的絮凝体并形成菌胶团。菌胶团在活性污泥中占绝大多数，它具有很强的吸附和分解有机物的能力。
细菌的另一种主要存在形式是丝状菌，特别是其中的丝状细菌。由于它们存在于活性污泥中，对絮凝体的性质产生很大影响，某种类的丝状菌大量繁殖影响了活性污泥的沉降性能，引起污泥膨胀，严重地影响了出水水质。

(一)物理处理法

膜滤法，适用于水质变化大的情况。采用这种流程的特点是：装置紧凑，容易操作，以及受负荷变动的影响小。膜滤法是在外力的作用下，被分离

溶液以一定的流速沿着滤膜表面流动，溶液中溶剂和低分子量物质、无机离子从高压侧透过滤膜进入低压侧，并作为滤液而排出;而溶液中高分子物质、胶体微粒及微生物等被超滤膜截留，溶液被浓缩并以浓缩形式排出。适用于污水水质变化较大的情况。一般采用的方法有：砂滤、活性炭吸附、浮选、混凝沉淀等。这种流程的特点是：采用中空纤维超滤器进行处理，技术，结构紧凑，占地少，系统间歇运行，管理简单。

(二)生物处理法：

适用于有机物含量较高的污水。一般采用活性污泥法、接触氧化法、生物转盘等生物处理方法。或是单独使用，或是几种生物处理方法组合使用，如接触氧化 + 生物滤池;生物滤池 + 活性炭吸附;转盘十砂滤等流程。这种流程具有适应水力负荷变动能力强、产生污泥量少、维护管理容易等优点。

中水处理回用系统

按其供应的范围大小和规模，一般有下面四大类：

(一)排水设施完善地区的单位建筑中水回用系统

统中水水源取自本系统内杂用水和优质杂排水。该排水经集流处理后供建筑内冲洗便器、清洗车、绿化等。其处理设施根据条件可设于本建筑内部或临近外部。如北京新万寿宾馆中水处理设备设于地下室中。对于电镀废水中铜和镍的去除一般有离子交换、电解、反渗透、电渗析以及活性炭吸附法、化学沉淀法、铁氧体法、螯合沉淀法、膜生物反应等方法。

(一)离子交换法

离子交换法主要是利用离子交换树脂中的交换离子同电镀废水中的某些离子进行交换而将其去除，从而使废水得到净化的方法。在国内外主要被应用于电镀废水中重金属离子的回收上，我国是从60 年代才开始离子交换技术研究的，到70年代末迫于环境问题才得到了较大的发展。20 世纪70 年代中期上海光明电镀厂首先用离子交换法处理含铬废水，此后离子交换树脂法曾经一度在我国电镀行业被广泛应用。

(二)电解法

电解对工业废水的净化机理主要是氧化、还原、凝聚和气几种化学反应和物理变化综合作用使污水得到净化。它是电镀废水处理方法中比较成熟的处理技术，污泥的生成量较少，可有效去除并回收重金属离子，是治理电镀废水、回收重金属资源的有效方法之一。因为在处理废水时无需很多化学药品、占地面积小、管理方便、后处理简单、污泥量少而被称为清洁处理法。

膜分离法

膜分离法主要是利用特定膜材料的透过性能，在一定驱动力的作用下，实现对水中颗粒、胶体、分子或粒子的分离。主要用于处理电镀废水的膜分离技术主要有反渗透(RO)、电渗析(ED)、液膜法(LM)、纳滤(NF)、微滤(MF)和超滤(UF)。早应用于电镀废水处理的膜分离技术是反渗透和电渗析。膜分离技术由于去除率高，选择性强，在常温下操作无相态变化，能耗低、污染小，自动化程度高等优点，是一项很有前景电镀废水处理技术，它不仅能很好的去除分离电镀废水中的重金属离子，而且可以浓缩重金属离子并回收铜、锌、镍、金、银等贵金属离子，可产生了很高的经济效益。

(四)化学沉淀法

在处理含铜、含镍电镀废水时，通常向废水中投加的沉淀剂有石灰、氢氧化钠、硫化物以及硫化胺基甲酸二甲脂(DTC)等。其中Cu2+、Ni2+生成沉淀去除。化学沉淀法处理含铜、含镍电镀废水简便有效，处理水量大，但药剂使用量大，运行过程繁琐，需要不断调节pH 值且固液分离不佳，产生大量含有重金属的泥渣造成二次污染，是电镀重金属废水处理中不可为之而为之的方法，尤其是处理后无法回收重金属资源。

(五)混凝沉淀法

混凝沉淀又称之为絮凝沉淀，是指在一定条件下，加入合适的絮凝剂，通过反应脱稳、凝聚吸附、絮凝架桥、卷扫等过程，使污染物颗粒与絮凝剂颗粒互相粘合形成更大颗粒的絮凝体，再经过气浮或沉淀把污染物从废水中分离出来。是水处理的重要方法之一，是电镀废水处理中应用较多的一个技术环节。目前在电镀重金属废水处理中，絮凝沉淀法研究较多的是高分子重金属絮凝剂。其中较有代表性的是聚乙烯亚胺基黄原酸钠(PEX)，它是将重金属离子的强配位基(二硫代羧基)引入聚乙烯亚胺分子中而得到的一种具有重金属捕集和除浊双重功能的絮凝剂，是一种水溶性高分子聚合物质，具有亲水性很强的螯合形成基，可与水中的金属离子选择性的反应生成不溶于水的金属络合物。

再生水深度脱氮除磷是实现污水资源化利用的有效途径，然而目前在深度处理的过程中仍存在一些问题：在脱氮方面，由于污水厂尾水自身存在碳源不足的问题，常需额外投加碳源，增加了成本的同时也容易产生二次污染.为解决这些问题，在反硝化过程中往往结合自养反硝化等进行脱氮.硫自养反硝化因其具有工艺简单，无需外加碳源以及价格低廉等优点在低碳氮比污水处理中得到了广泛应用并取得了较好的效果，但以单质硫等作为硫源的硫自养反硝化不具有除磷功能.

在除磷方面，依靠传统的生物除磷往往很难实现水质的达标，因此需要结合化学法强化除磷效果，海绵铁因其高效的除磷效果能力被国内外研究人员所关注.匡颖等研究认为，海绵铁腐蚀产生的Fe2+和进一步氧化生成的Fe3+以及它们的水化物，在沉淀、絮凝、吸附和卷扫等作用下，可以使出水中的磷大幅度降低.