世界上，水已成為一種短缺的商品，目前，在工業(yè)和市政領(lǐng)域，都被看作是一種有限的寶貴資源。全世界已開始認(rèn)識到，廢水的隨意排放已造成嚴(yán)重后果，新鮮水的短缺也與此有關(guān)。將廢水處理達(dá)到先進(jìn)的排放標(biāo)準(zhǔn)或回用水質(zhì)是全球水處理最重要的課題之一，尤其是對于廣泛的工業(yè)應(yīng)用（如煉油廠、石化廠）和某些嚴(yán)重缺水地區(qū)和快速發(fā)展的城市來說更加重要。 但是，許多開發(fā)者、工業(yè)和社會面臨的問題是復(fù)雜和多變的： ⑴ 現(xiàn)有的廢水處理廠—如果存在的話—可能是超負(fù)荷或不安全的設(shè)計(jì)，或者說不能對不斷產(chǎn)生的新增流量加以處理。 ⑵ 水的成本迅速增加，飲用水的供應(yīng)受到限制，因此高質(zhì)量的回用水越來越具有吸引力。 ⑶ 為擴(kuò)建現(xiàn)有水廠或建設(shè)新的處理裝置可用的空間極為有限，或者土地成本過高。 ⑷ 廢水的流速、組成和/或濃度每天或每季都有很大變化，傳統(tǒng)的技術(shù)裝備已不能解決其處理問題。 ⑸ 一個新上馬的項(xiàng)目其初期的廢水發(fā)生很少，但將來可能增加一個數(shù)量級。 ⑹ 處理后的廢水將排放到某一敏感環(huán)境中，因此，對養(yǎng)份的減低或病源體的去除有嚴(yán)格的要求。 ⑺ 地點(diǎn)比較偏遠(yuǎn)，多半沒有更多的操作人員，因此需要一個簡單、可靠且易于維護(hù)的解決方案。 因此，挑戰(zhàn)性的應(yīng)用—從巴巴多斯島到巴爾干，從蘇格蘭到新加坡—浸沒式膜生物反應(yīng)器（IMBR）技術(shù)已成為首選方案。雖然IMBR技術(shù)在許多地區(qū)對廢水深度處理到回用標(biāo)準(zhǔn)來說仍是比較新的方法，但在北美和歐洲已廣泛應(yīng)用了十多年。實(shí)際上，在北美的許多地區(qū)，IMBR技術(shù)在許多廢水處理和回用中已是首選技術(shù)。除了來自市政污水處理的水源外，在工業(yè)中的應(yīng)用包括含油廢水、高濃度化工廠廢液、食品和飲料廠廢液和許多其它需要回用水質(zhì)的場所的處理。 Zee WeedRMBR是世界上應(yīng)用最廣的MBR技術(shù)，其系統(tǒng)能力從不到4m3/d（1 000USgpd）到50 000m3/d（12mgd），分布地點(diǎn)從北極圈外到靠近赤道。 以ZENON的浸沒式Zee Weed膜為基礎(chǔ)的工藝，可將高度變化和高濃度的廢水處理到最深度的質(zhì)量指標(biāo)，為水的回用提供最大的可能性。在全世界已安裝了400多套裝置，ZENON是MBR技術(shù)的全球領(lǐng)跑者。 Zee WeedR是浸沒式的抽吸驅(qū)動的中空纖維膜。Zee WeedR膜組件是一種無外殼的長方形的中空纖維束框架，直接浸在好氧反應(yīng)器的混合液中，并與離心泵的抽吸側(cè)相連。在和緩的3～8psi（20～60kpa）負(fù)壓下，處理水（透過液）通過膜的孔隙進(jìn)入每根纖維的中空芯內(nèi)，排到系統(tǒng)外。 Zee WeedR是一種從外側(cè)向內(nèi)側(cè)滲水的中空纖維膜，水從纖維側(cè)流向膜內(nèi)側(cè)。因此，膜的內(nèi)側(cè)只有清潔的過濾水，永遠(yuǎn)不會污染和堵塞。 Zee WeedR膜的標(biāo)稱孔徑為0.035μm（0.1μm絕對孔徑），可截留所有懸浮固體和膠體，包括細(xì)菌和大多數(shù)病毒。比這些更大的任何固體，包括生物量中的細(xì)菌，都不能通過孔隙，始終保持在中空纖維的外側(cè)。 Zee Weed是一種復(fù)合膜，其半透膜是澆鑄在多孔但堅(jiān)韌的結(jié)構(gòu)型芯上，借以形成結(jié)實(shí)、耐久且具有柔韌性的膜。 Zee WeedR可耐濃度高達(dá)2 000mg/L的氯氣。在膜表面上的任何有機(jī)物污染都可用次氯酸鈉在現(xiàn)場或在一專用浸泡槽中很容易地去除。這種耐氯性使得膜易于消毒。 由于用低真空度驅(qū)動水通過膜，所需能量比在許多其它膜工藝中使用的高正壓驅(qū)動小得多。 在Zee WeedRMBR工藝中，膜直接安裝在生物反應(yīng)器的好氧段，或安裝在分立的膜槽中，膜槽與生物反應(yīng)器水力連接。膜浸在曝氣的混合液中，并與標(biāo)準(zhǔn)的離心泵的真空側(cè)相連。廢水在生物反應(yīng)器的好氧段被生物降解（消化），并在生物反應(yīng)器內(nèi)或在生物反應(yīng)器和膜槽之間連續(xù)循環(huán)，膜透過液則從系統(tǒng)中排出。 用鼓風(fēng)機(jī)向系統(tǒng)提供空氣，空氣是通過微泡擴(kuò)散器的網(wǎng)絡(luò)分布于過程中的。供用的或獨(dú)立的鼓風(fēng)機(jī)向膜連續(xù)提供粗大的氣泡，對膜進(jìn)行空氣洗滌。氣泡從每個膜組件底部進(jìn)入，形成強(qiáng)烈的擾動，對中空纖維的外表面進(jìn)行清洗，從而將被截留的固體從膜表面去除。 廢水從生物反應(yīng)器后到膜槽通過一個或多個潛水泵連續(xù)循環(huán)（平均每天循環(huán)8次），然后依靠重力返回生物反應(yīng)器。這種循環(huán)使累積的固體脫離膜表面，并可形成更均勻的生物量。 生物反應(yīng)器的上端一般被設(shè)計(jì)成無氧（零溶解氧）區(qū)，這樣作有助于標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)中的pH控制和在出水中要求總氮（TN）含量極低的應(yīng)用場合的脫硝。 為了降低磷含量，該工藝很容易強(qiáng)化。加金屬鹽（如氯化鐵或明礬），可使溶液中的磷沉淀，沉淀生成的懸浮固體不會通過膜孔。但與傳統(tǒng)的系統(tǒng)不同，Zee WeedRMBR工藝只要求形成可被微細(xì)的膜孔截住的針狀礬花，而傳統(tǒng)系統(tǒng)要求體積較大的金屬鹽，以便將磷沉淀并絮凝成可沉降的顆粒。 在Zee WeedRMBR系統(tǒng)中，Zee WeedR膜對任何懸浮固體都是一個完全的物理屏障，因此可完全替代傳統(tǒng)活性污泥法中的澄清和沙濾過程。固體物可完全與處理水分離，根本不需要污泥沉降。因此表現(xiàn)出很多優(yōu)點(diǎn)： ⑴ 由于不需要污泥沉降，Zee WeedRMBR系統(tǒng)中的生物反應(yīng)器可在10～15 000mg/L MLSS濃度下運(yùn)行，可能比傳統(tǒng)的活性污泥法高出3～4倍，并且廢水中可溶性和顆粒狀的可生物降解的物質(zhì)的去除率明顯提高。 ⑵ 廢水的高度變化（流量和/或濃度）在傳統(tǒng)系統(tǒng)中會引超嚴(yán)重干擾，但對Zee WeedRMBR系統(tǒng)決不影響其穩(wěn)定運(yùn)行。 ⑶ 由于不需要污泥沉降，故也不需要對污泥特性進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測。因此，Zee WeedRMBR系統(tǒng)易于操作，且運(yùn)行和維護(hù)成本低，操作人員每周只需要3～4h維護(hù)時間。 20多年來，Zee WeedRMBR已成為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MBR技術(shù)，用于處理市政污水、工業(yè)廢水、填埋場浸出液以及居民和商業(yè)開發(fā)項(xiàng)目、改造裝置、飯店和購物中心等土地開發(fā)項(xiàng)目的廢水處理。 Zee WeedR膜幾乎可以安裝在任何現(xiàn)有廢水處理設(shè)備上，將其改造成高效的MBR法，在同樣的占地面積下，可提高處理能力高達(dá)500%。 對BOD和TSS的去除效率大于98%，加以Zee WeedR膜的絕對屏障作用，出水可始終滿足最高的排放標(biāo)準(zhǔn)或回用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。 Zee WeedR的組件結(jié)構(gòu)使開發(fā)者能夠從要求的最小能力開始，然后根據(jù)需要可隨時增加能力。 由于不需要澄清器和三級過濾器，并且以更有效的生物量運(yùn)行，Zee WeedRMBR系統(tǒng)所需的空間只是傳統(tǒng)活性污泥設(shè)備的1/10th。構(gòu)筑物成本大幅減少。 Zee WeedRMBR技術(shù)簡便、可靠。過程完全自動化，可在任何環(huán)境下運(yùn)行，通過調(diào)制解調(diào)器可在幾千海里以外進(jìn)行監(jiān)測和控制。 該技術(shù)在不同環(huán)境范圍中的應(yīng)用 Marathon Ashland石油公司（MAP）經(jīng)營一個marine河原油和精制油品管理和轉(zhuǎn)送站，位于肯塔基州的Cattlesburg。 該站每天要處理50 000～100 000加侖的含有固體油和油脂、苯、BOD，有時還含有砷的廢水。廢水的特性是，在水質(zhì)和水量上都是變化的。從中轉(zhuǎn)站送入廢水處理裝置的廢水最高濃度是，BOD 3000mg/L，TSS 140mg/L，油和油脂500mg/L，苯66mg/L，砷0.90mg/L。 2001年，MAP開始面臨其現(xiàn)有的傳統(tǒng)處理廠要滿足Ashland市的排放標(biāo)準(zhǔn)問題。MAP處理廠的構(gòu)成是，在一大型均化池中進(jìn)行固液分離然后進(jìn)行溶氣氣浮。未實(shí)行生物處理。而且，當(dāng)時正在規(guī)劃在2003年8月要實(shí)行更嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，屆時將滿足不了排放標(biāo)準(zhǔn)。 2002年初，用Zee WeedRMBR進(jìn)行了現(xiàn)場可處理性研究，結(jié)果認(rèn)為非常成功。除了去除COD、BOD和TSS外，該系統(tǒng)也將“BTEX”化合物和重金屬去除到可接受程度。 根據(jù)可處理性研究結(jié)果，設(shè)計(jì)建造了一套足尺寸系統(tǒng)，2003年7月開始運(yùn)行。該新的MBR系統(tǒng)由均化、游離的油和脂的去除（通過聚結(jié)劑），然后在MBR中進(jìn)行生物處理。典型的MBR出水水質(zhì)如下：BOD＜22mg/L，TSS 5mg/L，油和脂＜15mg/L，BTEX＜1.0mg/L。 加勒比海 美國Virgin島上的一家五星級飯店，其廢水處理設(shè)備已有15年歷史，已滿足不了越來越多的廢水處理要求，出水指標(biāo)不符合標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)有處理設(shè)備需要升級，但面臨幾方面的挑戰(zhàn)： 在升級期間無備用裝置，設(shè)備不能停運(yùn)。 處理廠的斜坡側(cè)地勢妨礙了新增處理池的建設(shè)。 處理廠靠近馬路，附近有大型建筑物。 由于使用了Zee WeedRMBR技術(shù)，在沒有增加處理池的情況下，處理廠的處理能力增加2倍。而且，該項(xiàng)目的獨(dú)特設(shè)計(jì)可在設(shè)備不停運(yùn)的情況下進(jìn)行膜的安裝。處理水超過了DPNR和EPA的回用標(biāo)準(zhǔn)。該系統(tǒng)的一附帶的優(yōu)點(diǎn)是污泥量減少了，因此，減少了污泥的外運(yùn)量，氣味也明顯減少。 升級后的設(shè)備可平均處理4003/d（10 000USgpd）的廢水，高峰期可處理8003/d（200 000USgpd）以上。正常運(yùn)行三年，100%的處理水被用于草地澆灌，三年以后，只通過簡單地增加了膜組件，處理能力又進(jìn)一步擴(kuò)大（文中其余舉例略—編者）。 結(jié)論 ZENON的Zee WeedRMBR技術(shù)已在世界各地運(yùn)行了幾百套系統(tǒng)。與采用其它技術(shù)處理的廢水不同，Zee WeedRMBR出水BOD5和TSS濃度如此之低，以致于它可以安全、有效地用于滴灌和綠化草木的噴灌，用于沖廁甚至水景用水，也可以排放到河流和湖泊中。 Zee WeedRMBR系統(tǒng)的能力可大可小，小的系統(tǒng)只有12m3/d（3 000USgpd），大的可達(dá)50～100 000m3/d（13～25mgd）以上。在解決廢水回用問題中是工程師們愿意采用的技術(shù)方案。