中水回用相关概念
“中水”一词是相对于上水(自来水)、下水(污水)而言的，其水质介于下水和上水之间。中水指的是城市污水、废水经净化处理后达到国家标准，能在一定范围内使用的非饮用水，可用于城市景观和百姓生活的诸多方面。
根据中水利用的用途，中水可回用于地下水回灌用水，工业用水，农、林、牧业用水，城市非饮用水，景观环境用水等五类。
中水是城市的第二水源。城市污水再生利用是提高水资源综合利用率，减轻水体污染的有效途径之一。中水合理回用既能减少水环境污染，又可以缓解水资源紧缺的矛盾，是贯彻可持续发展的重要措施。污水的再生利用和资源化具有可观的社会效益，环境效益和经济效益，已经成为世界各国解决水问题的必选。
MBR为膜生物反应器( MembraneBio-Reactor)的简称，是一种用膜分离过程取代传统活性污泥法中二次沉淀池的水处理技术。
出水水质优异，可直接回用
UPMBR
MBR膜系统可以高效地进行固液分离,其分离效果远好于传统的沉淀池,出水悬浮物和浊度接近于零,出水水质全面优于国家相关排放标准,可直接回用,实现了污水资源化。
污染物去除率设计值
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【以上数据摘自《生物接触氧化法污水处理工程技术规范》（HJ2009-2011) 和《膜生物法污水处理工程技术规范》（HJ2010-2011)】
大幅减少占地面积、节省土建投资
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由于MBR将传统污水处理的曝气池与二沉池合二为一,并取代了三级处理的全部工艺设施,因此可大幅减少占地面积,节省土建投资。国内外大量实践表明,采用MBR作为二级处理工艺的污水处理厂,可大幅减少占地面积。
可实现全自动控制，减少管理难度
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可实现全自动化运行或远程物联系统管理,实现无人化值守,降低管理难度和运行成本。
大幅减少剩余污泥排放量
UPMBR
在采用传统工艺的污水处理厂的全部建设费用中,用于处理污泥的约占20%~50%，而采用MBR工 艺,可大幅减少剩余污泥产生量。因为MBR反应器在高容积负荷、低污泥负荷、长泥龄下运行,污泥 因为MBR膜片被截留在MBR反应器内,MBR反应器内污泥停留时间非常长,污泥在停留期间有充足的时 间进行稳定化反应,污泥中的微生物普遍处于内源呼吸期,组成污泥的有机质可充分降解为二氧化碳 和水,因此剩余污泥产量极低,污泥排放量较传统工艺减少30%-50%。
简化消毒工艺
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处理医院污水或者处理后的其它污水要求回用时,污水必须经过消毒处理才能满足细菌学指标排放要求。传统消毒工艺主要采用氯系消毒剂、不论液氯还是二氧化氯,都属于危险化学品，其购置、存储均需办理相应资质，且运输、储存手续复杂，监管严格。氯系消毒剂均属于强氧化剂，腐蚀性很大，对储存环境要求高。
MBR工艺出水因为悬浮物和浊度几乎为零，不会影响光线在水中的透光度，因此MBR出水可采用紫外消毒工艺，确保污水细菌学指标满足排放要求，同时节省了购买消毒药剂的成本。
MBR膜系统工程设备投资较传统工艺增加20%-30%;
MBR膜需要定期清洗(平板膜在线清洗,中空纤维膜离线清洗),清洗频率约为3-6个月;
不考虑污泥处置成本前提下, MBR膜系统能耗有所提高,运行成本较传统工艺约偏高5-10%左右(考虑污泥处置成本前提下, MBR膜法工艺运行成本优于传统工艺)。
●现有城市污水处理厂的升级改造，特别是出水水质难以达标或处理流量剧增而占地面积无法扩大的水厂。
●无排水管网系统的小区，如居民点、旅游度假区、风景区等。
●有污水回用需求的地区或场所，如宾馆、洗车业、客机、流动厕所等充分发挥MBR占地面积小、设备紧凑、自动控制、灵活方便的特点。
●高浓度、有毒、难降解工业废水处理。如造纸、制糖、酒精、皮革、合成脂肪酸等行业，是一种普遍的点源污染。MBR可以对这些常规处理工艺无法达标的废水进行有效的处理，并实现回用。
●垃圾填埋厂渗滤液的处理及回用。
●小规模污水厂(站)的应用。膜技术的特点十分适合处理小规模污水。
1、MBR膜技术中水回用路线
由于滤膜的发明，中水开发与回用技术近期得到了迅速发展。MBR膜技术兼有物理处理和生物处理的功能，在中水处理中的路线如下:
2、主要设计内容
2.1膜反应池大小
根据污泥负荷、污泥浓度和进出水BOD5浓度来确定膜池的有效容积。处理水量为Q，MBR池BOD容积负荷为NA(一般在2.0kgBOD/m3/d以下)，池内污泥浓度为X (一般取6000~10000mg/L)，流入膜生物反应池的BOD浓度为C0，则需要的膜生物反应池的容积V=C0*Q/NA。
2.2选择膜元件
选择合适的膜通量→确定所需要的膜面积>根据单支元件的膜面积确定膜元件的数量。
MBR膜在运行过程中涉及反洗等操作，因此必须综合考虑水的利用率以及元件的停歇时间;同一膜生物反应器内应选同型号的膜组件。
2.3MBR产水系统
产水系统可采用连续运行或间歇运行两种不同的运行方式。
对于微污染源水或MBR池MLSS浓度低的系统可连续产水(方案二)
对于高MLSS的系统，可选用抽吸与停抽相结合的运行方式(方案一，小区污水中水回用采用此方式)
4、MBR清洗系统
常见的清洗方式有反洗气洗系统、反洗加药系统、在线化学清洗系统、(离线)化学清洗系统。
日常采用的是反洗+气洗、反洗+加药清洗方式;
当膜受污染后，根据污染程度选择化学加强反洗(CEB)、化学清洗的方式。
结合有机物污染通过碱洗效果明显、盐结垢通过酸洗效果明显的原理，将化学加强反洗程序引入到MBR膜的运行过程中。通过类似于低强度的化学清洗的操作，将MBR膜的污染消除在刚形成的阶段,阻止膜污染得不到及时恢复形成协同恶化的效应。
推荐的CEB方式化学药剂及加药浓度
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加药种类 |
化学药剂 |
加药浓度 |
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酸 |
盐酸、柠檬酸、草酸 |
控制PH在2.5~3.5之间 |
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碱 |
氢氧化钠 |
0.02%~0.05氢氧化钠 |
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氧化剂 |
次氯酸钠 |
0.05%~0.1%次氯酸钠 |
当过滤进行较长的时间后，膜会受到一定程度的污染，化学清洗仅仅为了去除污染和污堵膜的物质。化学清洗的频率和操作的条件与进水的水质有关。通常情况下运行1~3个月或在相同的运行条件下透过膜的压差比初期上升的0.5bar以上时就应该进行化学清洗。由于膜污染较轻的时候进行化学清洗更为有效，及时定期进行化学清洗将使得系统的运行更为稳定。
推荐的化学清洗药剂
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污染物 |
化学药剂 |
浓度 |
清洗时间 |
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有机物 |
次氯酸钠 （浓度10%） |
1000~5000mg/L |
1~2h |
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有机物 |
氢氧化钠 |
PH<12 |
1h |
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无机物 |
盐酸 |
0.1mol/L |
1~2h |
5、曝气系统
曝气系统主要为膜生物反应池的微生物生长代谢提供氧气。
生物作用需氧量中氧的主要作用有:
①将一部分有机物氧化分解;
②对自身细胞的一部分物质进行自身氧化;
③对原水中的氨氮进行氧化。
6、自动控制系统
程控步序表中有停抽步骤，为降低或缓解运行中的膜污染，一般在运行的间歇设置一段停抽时间。在MBR中，抽停时间对于膜的污染状况影响很大，因此建议在运行过程中均设置一定时间的停抽，比如抽吸运行8min，停止2min等。但如果原水状况较好而且MBR池中膜区污泥浓度不高，可省去该步骤。
