环保企业家高顾诚谈污水处理技术：MBR膜法水处理技术的不适用性

高顾诚，资深环保人、环境保护专家、环保企业家。

高顾诚先生毕业于中国政法大学。2002年7月高顾诚先生在北京中关村创办环保科技公司。

2004年资深环保人、环境保护专家、环保企业家高顾诚先生率先在中国提出“水污染应急系统解决方案”，“水污染预警系统解决方案”；“水污染三级应急预案”。

2005年资深环保人、环境保护专家、环保企业家高顾诚先生参与吉林石化爆炸案，松花江水污染哈尔滨城市供水应急强险事件。之后陆续参与了太湖蓝藻爆发水污染应急事件；中石油重庆油田井喷事件；汶川地震水污染应急事件；随住建部、水利部、生态环境部参与多起国内水污染抢险事件。

资深环保人、环境保护专家、环保企业家高顾诚先生还承担了2008年北京奥运会城市供水安全预警系统建设；2010年上海世博会城市供水安全预警系统建设；广州亚运会、深圳大运会城市供水安全预警系统建设等项目。高顾诚先生还参与了“饮用水深度处理技术应用与研究863课题”，北京市供水安全与保障技术重大课题，国家饮用水水质标准病原微生物检测方法的制定，并获得了2010年北京市科学技术三等奖。

2010年资深环保人、环境保护专家、环保企业家高顾诚先生兼任北京时代绘谱文化发展有限公司董事长；

2012年高顾诚先生任北京格维恩环保设备有限公司董事长；2017年高顾诚先生兼任诺贝德投资基金管理（深圳）有限公司董事长；2021年至今高顾诚先生兼职某环保上市公司顾问；2021年至今高顾诚先生任北京中科国聚科技有限公司总裁。

环境保护一般是指人类为解决现实或潜在的环境问题，协调人类与环境的关系，保护人类的生存环境、保障经济社会的可持续发展而采取的各种行动的总称。其方法和手段有工程技术的、行政管理的，也有经济的、宣传教育的等。

地球环境的恶化引起了人们的广泛关注，于是，环境保护日渐得到了各国的重视。但是，由于环境保护在一定程度上可能与经济发展、社会问题有着比较难协调的冲突，因此，对于环境保护概念的理解也日趋新颖和合理。

环境保护就是通过采取行政的、法律的、经济的、科学技术等多方面的措施，保护人类生存的环境不受污染和破坏；还要依据人类的意愿，保护和改善环境，使它更好地适合于人类劳动和生活以及自然界中生物的生存，消除那些破坏环境并危及人类生活和生存的不利因素。环境保护所要解决的问题大致包括两个方面的内容，一是保护和改善环境质量，保护人类身心的健康，防止机体在环境的影响下变异和退化；二是合理利用自然资源，减少或消除有害物质进入环境，以及保护自然资源(包括生物资源)的恢复和扩大再生产，以利于人类生命活动。

MBR污水处理是现代污水处理的一种常用方式，其采用膜生物反应器（Membrane Bioreactor,简称MBR〕技术是生物处理技术与膜分离技术相结合的一种新技术，取代了传统工艺中的二沉池，它可以高效地进行固液分离,得到直接使用的稳定中水。又可在生物池内维持高浓度的微生物量，工艺剩余污泥少，极有效地去除氨氮，出水悬浮物和浊度接近于零，出水中细菌和病毒被大幅度去除，能耗低，占地面积小。70年代在美国、日本、南非和欧洲许多国家就已开始将膜生物反应器用于污水和废水处理的研究工作。其水源取自生活污水（如淋浴排水、盥洗排水、洗衣排水、厨房排水、厕所排水等〕和冷却水。

污水经格栅进入调节池后经提升泵进入生物反应器，通过PLC控制器开启曝气机充氧，生物反应器出水经循环泵进入膜分离处理单元，浓水返回调节池，膜分离的水经过快速混合法氯化消毒（次氯酸钠、漂白粉、氯片）后，进入中水贮水池。反冲洗泵利用清洗池中处理水对膜处理设备进行反冲洗，反冲污水返回调节池。通过生物反应器内的水位控制提升泵的启闭。膜单元的过滤操作与反冲洗操作可自动或手动控制。当膜单元需要化学清洗操作时，关闭进水阀和污水循环阀，打开药洗阀和药剂循环阀，启动药液循环泵，进行化学清洗操作。

在传统的废水生物处理技术中，泥水分离是在二沉池中靠重力作用完成的，其分离效率依赖于活性污泥的沉降性能，沉降性越好，泥水分离效率越高。而污泥的沉降性取决于曝气池的运行状况，改善污泥沉降性必须严格控制曝气池的操作条件，这限制了该方法的适用范围。由于二沉池固液分离的要求，曝气池的污泥不能维持较高浓度，一般在1.5~3.5g/L左右，从而限制了生化反应速率。水力停留时间(HRT)与污泥龄(SRT)相互依赖，提高容积负荷与降低污泥负荷往往形成矛盾。系统在运行过程中还产生了大量的剩余污泥，其处置费用占污水处理厂运行费用的25%～40%。传统活性污泥处理系统还容易出现污泥膨胀现象，出水中含有悬浮固体，出水水质恶化。

针对上述问题，MBR将分离工程中的膜分离技术与传统废水生物处理技术有机结合，大大提高了固液分离效率；并且由于曝气池中活性污泥浓度的增大和污泥中特效菌(特别是优势菌群)的出现，提高了生化反应速率；同时，通过降低F/M比减少剩余污泥产生量(甚至为0)，从而基本解决了传统活性污泥法存在的许多突出问题。

但是，MBR不是万能的，它属于微滤膜，是按能通过的颗粒物粒径来定义的；所以，对于它来讲堵塞问题是关键，一些易结垢、含油类物质和粘稠性物质较多的废水，建议不要采用MBR膜法；不适合MBR法的废水类型有：乳化液/研磨液/淬火液/冷却液废水、表面活性剂废水、石油类废水、脂类废水(有预处理措施除外)。

MBR膜法现在应用越来越广泛，以其稳定清澈的出水备受关注，但其巨大的维护量也使很多使用者头疼；那么要想在使用中尽量减少维护工作强度，在设计阶段就需要注意以下几个问题：

MBR曝气装置的设计要点

1、曝气装置可以固定在池底(需要做膜组件承托架和膜组件滑入导轨)，也可以跟膜组件做在一起，各有优劣，曝气管的位置要做精心考虑，采用DN20穿孔管，每个膜片间隙对应一路穿孔管，穿孔大小Φ2.0mm，穿孔间距100mm，相邻两路管穿孔位置交错穿插，孔口做单排垂直向上，有很多双排、斜向下的做法，个人认为不可取，沉降的污泥不会对孔口产生堵塞。

2、曝气量的大小进行粗略估算，根据经验数字，按照汽水比24:1即可(常规池深3.5m)，风机排风压头选型比高液位高0.01Mpa；风机出口设置泄气阀，泄气管口径全开能卸掉70%的空气量即可，泄气口上加装消音器，这套装置用来控制生化槽中的DO值以及保护风机；

3、每个膜组件曝气都设置单独的调节阀，同时整个生化槽的充氧曝气要另外做单独的控制阀，用微孔充氧曝气装置，确保能灵活调整搅拌空气量和充氧空气量；

4、MBR池DO控制为2.5~5之间，正常液位约为3ppm，在液位高低不同时，DO也会有变化，不宜长时间超过5.0ppm。

化学浸泡清洗

1、在有条件的情况下，为了减少工作强度，能实现整个膜组件的清洗，这就要求做好膜组件的出池入池定位，水管及气管要做方便拆卸的活连接(气管如果不与膜组件做在一起则气管不用考虑)，而且这个活连接要经久耐用，个人建议用法兰连接或者采用品牌的双由令球阀连接，膜组件的起落配套行车，能有效减轻劳动强度，行车贴牌500kg(实际可以做到1t的起重量)；

2、化学浸泡槽要做3个，大小要膜组件放进去绰绰有余，高度在淹没膜丝之后再留500mm超高，每个浸泡槽要做好穿孔曝气管道及其保护平台；浸泡槽总深度=池底平台高度+膜组件底部到上层膜丝的高度+500mm超高；

3、3个浸泡槽边上要设置2个储液桶，其容量要大于浸泡槽的有效容积，用来将清洗药液重复利用；

4、每个浸泡槽要配套1台塑料排污泵，用来将药液从浸泡槽中移送到储液桶或排放；

5、要考虑洗过之后的废液的处理方式，NaOH可以当作药剂加入到系统中，NaCLO经过澄清处理直接排放或储存回用即可，柠檬酸可以慢慢投加到生化处理系统中；

6、每个浸泡槽的搅拌空气量按照剧烈搅拌来设计，并安装有调节阀；

7、浸泡槽要设有自来水加入管道，管道要粗，避免在自来水注水上浪费时间，注满时间以10min为宜，参考数据，在自来水压力2~3公斤时，DN50的自来水管流量约18~22m3/hr；

8、常用化学清洗药剂及浓度：

NaOH(用来杀菌和清洗掉有机污染物)：浓度1%~2%，浸泡时间>2h；

柠檬酸(用来除去无机结垢，没有则省略)：浓度2%，浸泡时间>2h；

NaClO(10%液体，用来深度杀菌，恢复膜丝过滤功能)：浓度5%，浸泡时间>2h；

酒精(95%工业级酒精)单片浸泡2min，用来恢复失水后的膜丝，未脱水则省略；

9、清洗步骤：水冲洗→水浸洗→碱液浸洗→柠檬酸浸洗→NaClO浸洗→水冲洗→复位；

10、注意，柠檬酸为有机酸，使用不受限制，但如果距离下次使用超过1个月，就会在储存过程中发霉变质，建议一次性使用；

11、注意，每次清洗完需要检查膜丝断丝，对于断丝单根打结处理。