摘要：根据内置式和外置式MBR 在处理垃圾渗沥液中的工艺性能比较，通过实验表明：外置式MBR 进水污泥浓度高，膜通量大，所需生化池容积小，膜的使用寿命长，易清洗维护，不易堵塞，运行稳定。并以蚌埠市垃圾填埋场渗沥液处理站工艺为例，证明了其应用外置式MBR 对主要污染物质的去除率均达到了95%以上。

关键词：膜生物反应器；外置式MBR；内置式MBR；垃圾渗沥液；CIP 清洗

膜生物反应器（MBR）是现代膜分离技术与生物技术有机结合的新型废水处理技术。它利用膜分离设备将活性污泥和大分子有机物质有效截留，替代二沉池，节约了工程占地面积。具有处理效果好、运行成本低等优点，是目前国内垃圾渗沥液处理中采用最多的方法。MBR 按照生物反应器中膜组件放置位置可分为内置式和外置式；在垃圾渗沥液处理中，内置式和外置式MBR 各有优缺点，因此笔者对内、外置式MBR 在垃圾渗沥液处理中的工艺性能进行了分析比较。

1 实验

MBR 是一种高效的废水处理技术，是生物降解和膜分离的有机结合。首先通过曝气及填料由污泥将有机物降解，然后通过膜组件将污泥过滤。污水处理工程中经常将MBR 与预处理、膜深度处理系统相结合，形成预处理-MBR-深度处理工艺，该工艺流程见图1。

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本工艺在国内大多污水处理站得到广泛应用。在本工艺中，MBR 系统是关键技术之一。MBR按结构形式分为内置式和外置式，其结构示意如图2、3 所示。

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1）内置式MBR 由生物反应器、膜组件、吸引泵等组成，膜组件置于生物反应器内部。工作原理为：通过浸没式膜组件将混合液过滤，经吸引泵抽吸出水。

2）外置式MBR 由生物反应器、提升泵、膜组件等组成，膜组件和生物反应器分开设置。工作原理为：生物反应器出水通过泵送至膜装置过滤，在压力作用下混合液中的液体透过膜出水。

针对以上2 种MBR 工艺结构形式，对以下的水质进行处理，在处理过程中对水质净化能力等方面进行了跟踪，得到CODCr、BOD5、NH3-N、SS 数据；并对污泥浓度、膜通量、生化池容积、膜的使用寿命、清洗维护等参数进行了比较，见表1、2。

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2 结果分析

2. 1 对水质处理效果影响

由表1 可知，外置式MBR 对CODCr、BOD5的去除率是内置式MBR 的1. 5 倍以上，而外置式MBR 对SS 的去除率是内置式MBR 的6 倍。这是因为外置式MBR 膜是管式超滤膜，而内置式MBR 膜结构形式为板式或中空纤维，是微滤膜，孔径大。

2. 2 各种工艺参数的影响

1）进水污泥浓度：外置式MBR 具有错流过滤的特性，超滤膜可以承受较高的污泥浓度，进水污泥浓度最高达30 g/L。而内置式MBR 采用自吸泵使膜清液端产生负压，从而使膜内外形成压力差而产水，进水污泥浓度小于10g/L。

2）膜通量：内置式MBR 由于受污泥沉积等因素影响，膜通量一般为6～15 L/（m2·h）。而外置式MBR 超滤膜是错流过滤，污泥在膜管中高速紊流，膜通量可达60～80 L/（m2·h）。由于受膜材质以及其它因素影响，内置式MBR 膜在其使用寿命期的通量衰减率为25%～40%，外置式MBR 膜在其使用寿命期通量衰减率为10%。

3）生化池容积：外置式MBR 污泥浓度为内置式MBR 的1. 5~2. 0 倍，因此外置式MBR 生化池所需容积只是内置式MBR 的50%～70%。

4）易堵塞程度：外置式MBR 超滤膜运行时污泥在膜管中高速紊流，不易堵塞。内置式MBR膜浸没在污泥中，膜表面易形成浓差极化，易造成膜堵塞。

5）膜使用寿命：外置式MBR 超滤膜所用膜材质为高分子聚偏氟乙烯（PVDF），PVDF 具有优良的不同溶剂的兼容性，其韧性较好，不易破裂，膜寿命长。但由于垃圾渗沥液中含有较高的钙镁离子和硫酸根离子，内置式MBR 在膜表面容易结垢，从而使膜硬化，因此在渗沥液处理中内置式膜极易产生断丝或膜破裂的情况。管式超滤膜的寿命为5～7 a，而内置式的仅为3～5 a。

6）清洗周期：外置式MBR 在稳定运行状态下，一般只需每月化学清洗1 次，CIP 清洗系统自动清洗，如不停机一般不需要进行任何冲洗。而内置式MBR 每天需要进行1～3 次反冲洗，化学清洗时需要吊至药洗池清洗，操作琐。

3 工程实例

安徽省蚌埠市垃圾填埋场300 t/d 垃圾渗沥液处理站采用处理工艺为预处理+外置式MBR+深度处理体系。污水特点为水量大、浓度高、成分复杂，处理出水应达到GB 16889—2008 生活垃圾填埋场污染控制标准中表2 排放标准。本工程已正常运行3 个月，进外置式MBR 时，CODCr、BOD5、NH3-N、SS 的进水浓度分别为9 230、5 436、1 985、1 150 mg/L，出水浓度分别为359、161、47、10 mg/L。本实例显示了外置式MBR 对主要污染物的去除率都达到了95%以上，最终系统所有出水指标均达到了GB 16889—2008 要求。证明了外置式MBR 适应于大水量高浓度垃圾渗沥液的处理。

4 结论

外置式MBR 在处理垃圾渗沥液时具有进水污泥浓度高，膜通量大，生化池容积小，膜的使用寿命长，易清洗维护，不易堵塞和运行稳定等优点，并且运行维护相对简单，适用于大水量的处理工程。