中水回用工程的MBR系统设计(济南川源环保科技有限公司)
MBR系统设计方案
MBR系统技术方案书一、设计依据《膜及膜设备设计相关技术规范》《污水综合排放标准》（GB8978－1996）《室外排水设计规范》（GBJ14-87）《地面水环境质量标准》（GB3838-2002）《建筑结构荷载设计规范》（GB50009-2001）《给排水工程构筑物结构设计规范》（GB50069-2002）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）《工业企业噪声控制设计规范》（GBZ2-2002）《低压配电装置及线路设计规范（》GB50069-2002）《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》（GB50060-92）《通用用电设备配电设计规范》（GB50055-93）二、设计原则采用成熟、稳定、实用、经济合理的膜分离技术与配置，结合我公司的专有膜分离工艺，节省投资和运行费用，满足设计指标，增加投资回报率。
设备选型兼顾通用性和先进性，运行灵活、稳定可靠、管理方便、设置必要的在线检测自动保护功能，尽量减少投资。
设计新颖美观，布局合理，尽量采取措施减小对周围环境的影响，合理控制噪声、气味，妥善处理与处置固体废弃物，避免二次污染。
三、膜处理技术特点膜分离技术介绍：膜分离技术是利用膜对混合物中各组份的选择透过性能来分离、提纯和浓缩目的产物的新型分离技术，膜分离过程是一种无相变、低能耗物理分离过程，具有高效、节能、无污染、操作方便和用途广等特点，是当代公认的最先进的化工分离技术之一。
膜分离技术可作为一种清洁生产工艺，代替传统的蒸发浓缩、高速离心分离、萃取、离子交换树脂吸附、生化处理中沉降等工艺，膜分离技术应用的领域涉及电力、电子、化工、轻工、医药、生物、食品饮料、市政、环保等行业，应用范围广、产业关联度大，是其它任何一种化工分离技术无法替代的，被国外称为二十一世纪最有发展前途的十大高新技术之一。
膜分离技术包括微滤、超滤、纳滤、反渗透、液膜、渗透汽化、扩散渗析等。
液体分离膜的分类，根据待分离物质的大小，依次可分为微滤、超滤、纳滤、反渗透，它们的分离范围如下所示：1n m矿物质5n m面活性剂，矿物质m -50n m颜料，胶体0.1-10u m悬浮物图3.1：膜分离范围示意图膜分离技术应用在废水处理和回用中，主要是微滤、超滤、反渗透。
中水回用工程的MBR系统设计
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好，出水水质 COD 平均 6.16 mg / L，BOD 平均 0.57 mg / L，SS = 0 mg / L，其水质完全达到《生活杂用水水 质标准》（CJ25. 1 - 89）。设计规模为 60 m3 / d 的 MBR 污水回用系统运行成本为 1. 665 元 / m3，应用于宾 馆、写字楼等处是经济可行的。
关键词 MBR 中水回用 膜污染
膜生物反应器（MBR）是将膜技术应用于污水处 理的一项新兴技术。MBR 可在紧凑的空间内同时 实现微生物对污染物质的降解和超滤膜对污染物质 的分离，而降解与分离之间又存在着协同作用，是一 种高效、实用的污水处理技术。其出水中不含悬浮 物，只需投加少量消毒剂避免管道的二次污染，就可 以回用，实现污水的资源化［1］。以 MBR 为核心进行 的研究广而深入，但在国内将其应用于工程实际却还 是少数，这关键是由于膜的价格较高，造成工程投资 的加大。不过随着膜技术的成熟、膜组件的大规模生 产，膜的价格在逐年降低。如美国 Aguasource 公司 1999 年超滤膜价格几乎是 1989 年的1 / 2［2］。 ! 中水回用系统的设计 1.1 工程概述
3 陈耀宗，姜文源，胡鹤钧，等 . 建筑给水排水设计手册 . 北京：中国 建筑工业出版社，1997
4 国家城市给水排水工程技术研究中心 . 给水排水工程概预算与 经济评价手册 . 北京：中国建筑工业出版社，1993
"作者通讯处：116021 大连市沙河口区联合路 107 号 大连市教育委员会基建办公室张威转张捍民收
（2）MBR 除污染效率高，出水水质稳定，操作简 单，易于管理。
参考文献
1 Gtnder P，et ai . Repiacement of secondary ciarification by membrane separation resuits wit1 piate and 1oiiow fiber moduies. Wat Sci Tec1， 1998，3（8 4 / 5）：383 ~ 393
中水回用工程设计方案
中水回用工程设计方案1总论1.1 概述中水回用，是解决城市水资源危机的重要途径，也是协调城市水资源与水环境的根本出路，生活污水处理回用，既能减小对地下水的开采，又能给我们带来一定的经济效益。
中水是指各种排水经处理后，达到规定的水质标准，可在生活、市政、环境等范围内杂用的非饮用水。
因为它的水质指标低于生活饮用水的水质标准，但又高于允许排放的污水的水质标准，处于二者之间，所以叫做“中水”。
二、中水回用——一体化中水处理设备（膜生物反应器MBR）一体化中水处理设备采用膜生物反应器（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工艺，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。
1.2 设计依据1、《室外排水设计规范》(GBJ14-87)；2、《生活杂用水水质标准》（GB/T18920-2002）；3、《建筑给水排水设计规范》GBJ15-88；4、《建筑中水设计规范》GB50336-2002；5、《居民小区给水排水设计规范》（CECS57-94）；6、回用水标准符合国家《城市污水再生利用景观环境用水水质》（GB/T18921-2002）；7、建设方提供的有关生活污水水质、水量、布局、工程图纸等基础资料；8、其他相关标准及规范。
1.3 设计原则1、中水处理回用工程以投资省，运转费用低，占地面积小为原则。
2、处理系统先进，设备运行稳定可靠，维护简单、操作方便。
3、污水处理系统不产生二次污染源污染环境。
4、控制管理按处理工艺过程要求尽量考虑自控，降低运行操作的劳动强度，使污水处理站运行可靠、维护方便，提高污水处理站运行管理水平。
1.3 设备特点：1、结构紧凑，占地面积小，可埋入地下，设备上部栽种花草或建设小型建筑物。
10m3每小时MBR设计方案
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山东净水源膜科技有限公司
2.3 工程主要设备表
表 1 主要设备表
序号
名称
1
曝气风机
规格 风压 (结合池深) 流量=3.0m³/min
数量 2台
MBR 设计方案
备注 1用1备
2
MBR 膜片
MX-15 膜片
Q=10-15m³/h，H=12m
9
反冲泵
2台
N=1.1kw
Q=10-15m³/h，H=20m
10
自吸泵
2台
NH=H1H.5HK=W3，2m自,吸N=高7度.5k6wm
11
PLC 控制柜
配套
1套
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1用1备 1用1备 Fax: 0538-5835008
1.2MBR 过程描述
MBR 是一种将活性污泥法和一体化浸没式膜分离系统相结合的新型污水处 理技术。这一过程可广泛应用于市政和工业污水处理领域，包括水资源回用，社 区发展，公园景点水资源回用等。
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52 片
膜片膜面积为 15m2
1260×1300×1250mm
3
MBR 膜支架
2套
不锈钢
4
膜片连接件
配套
208 个
5
膜片支撑架
配套
208 个
6
中水MBR方案(一)
中水工程设计方案（MBR）1. 概述1.1 中水概述水是人类赖以生存的不可缺少的资源，是生命的源泉，工业的血液、农业的命脉。
随着我国改革开放的深入和工农业生产的迅猛发展，城市用水量日益增加，我国许多城市严重缺水。
因此，开源节流，废水资源化势在必行。
在城市利用中水回用已成为污水资源化的重要措施之一。
近十几年来，北京市政府颁布了一系列有关节水的法规和条例，在2000年市政府职能部门市节水办公室又重申了建筑给排水设计中有关节水的若干规定和措施。
2001年6月29日《北京市政管理委员会》《北京市规划委员会》《北京市建设委员会》三家联合发表了《关于加强中水设施建设管理的通告》进一步强化了北京市中水设施建设管理监督力度。
2003年 1月10日发布，3月1日实施的国家标准《建筑中水设计规范》（GB 50336-2002）使中水设施的建设有据可循，更加正规化。
且随着城市居民住宅小区、办公楼、酒店等的规模化以及污水处理技术装备的发展，中水处理回用系统的初期投资和运行费用已大幅度地降低；中水回用已显现出良好的社会效益和经济效益。
住房的私有化、小区及公建设施物业管理的兴起和完善也为中水系统的投资回报奠定了基础。
首先，居民住宅小区、办公楼、酒店等设施排水量较大、杂用水需求也大、水量易平衡，这对中水系统的平稳运行有利；采用中水系统后预计公建设施新用水量可节省30%--40%，排水量可减少40%，将产生良好的社会效益和环境效益。
从目前已建和已投入使用的公建、办公楼中水系统的工艺流程、水量平衡及经济指标等方面的分析比较，我们认为应首选不污染环境、运行可靠的生物法为主要处理手段并以物化法为辅的处理方案。
即将部分污水进行二、三级处理，使出水达到《城市杂用水水质》，用以建筑物楼内冲厕、冲洗车库、浇洒绿地、洗车及水景之用，是可行和实用的。
我单位为适应市场的需要，根据不同水源及水质采用不同的废水处理工艺，使出水达到《城市杂用水水质》标准。
MBR系统设计实例
一、水质状况处理量Q=500m³/d 20.8m³/h 污染物CODBOD5MLSS NH3-N TN TP PH 含量/ppm 6020600051516~9备注：原水已经过生化处理，且进水经过1mm格栅处理。
长L/mm 620宽W/mm 48高H/mm 1525孔径/μm 0.1面积A/㎡15材质PVDF（分离层）PET（支撑层）ABS（膜壳）设计通量10~20峰值通量30气洗m³/h 4.5~6产水时间t1=19.2h 反洗时间t2=0.1h 瞬时通量q=18LMH 反洗通量q'=25LMH 膜面积A=1457.3㎡膜元件数N=97.2帘膜元件数N=96帘膜面积A=1440㎡实际通量q=18.2LMH瞬时流量Qp=26.2m³/h 单台产水Q0=8.7m³/h 产水接口φ=45mm 取值DN 40Q/(q*t1-q'*t2)=500m³/d市政污水MBR系统设计案例对于500m³/d的小型系统，建议使用MSFSF6015T组件，组件信息如下二、膜元件选择三、运行方式选择MBR系统采取“连续曝气，间歇产水”的运行模式，典型运行时间为：过滤8min+停歇2min，每隔4h进行一次反洗，反洗时间1min，在线维护性清洗每7d一次，持续时间30min。
四、膜元件数量和膜箱数量的计算MSFSF5015T膜堆，单排10~25帘，双排20~40帘。
本案例选用双排膜架，单台膜架安装32片膜元件。
则膜架数为3台。
实际安装膜元件总数96帘。
五、检核实际通量(Q/A+q'*t2)/t1=六、计算曝气量曝气量按照300~450LMH计算，设计时按照峰值450LMH设计。
曝气量Qg=648Nm³/h10.8Nm³/min单台Qg0=216Nm³/h 3.6Nm³/min曝气接口φ=55.3mm取值DN50七、主要设备选型7.1 产水自吸泵本系统共设置一套产水系统，使用两台产水泵，一用一备。
中水回用方案(MBR)
××××有限公司中水回用处理工程设计方案目 录1概述 ...............................................................................1.1 项目概述 .....................................................................1.2 编制依据 .....................................................................1.3 编制原则 .....................................................................1.4 编制范围 ..................................................................... 2工程规模与处理程度 .................................................................2.1 规模确定 .....................................................................2.2 设计水质 ..................................................................... 3中水处理站的方案选择 ...............................................................3.1 污水概况 .....................................................................3.2 中水处理工艺流程的选择 .......................................................3.3 工艺流程简介 .................................................................4 中水处理工程设计 ..................................................................4.1 工艺设计 .....................................................................4.2 建筑设计 .....................................................................5.主要设备一览表 .....................................................................6 工程经济分析 ......................................................................6.1 运行成本分析 .................................................................6.2 环境效益分析 .................................................................6.3 社会效益 .....................................................................1概述1.1 项目概述××××有限公司新制剂项目动力车间排放的污水主要为工人的生活污水，直接排放会对环境造成污染，需要进行处理。
MBR工艺在中水处理回用的工程实践
MBR工艺在中水处理回用的工程实践作者：骆绮红来源：《科技传播》2016年第14期摘要本文介绍膜生物反应器（MBR）工艺在广州××有限公司中水处理回用的应用，采用该工艺处理后的出水100%达标并可全部回用。
该工艺具有等优点，应用于中水处理是比较合适的，有极大的发展潜力。
关键词膜生物；反应器（MBR）；中水回用中图分类号 X7 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2016）167-0205-02广州××有限公司是××（中国）投资有限公司与广州汽车集团零部件有限公司共同出资组建的中日合资企业。
由于生产需要，该公司决定根据自身特点，对现有污水处理系统进行扩建工程，使厂区的生产废水与厂区生活污水达到零排放（全部回用）。
1 废水来源及水质该公司生产废水主要来自车间喷淋水，其废水中含有的主要污染物有CODcr、BOD5、SS、石油类等。
废水的水质如表1。
水中的主要污染为高CODcr、BOD5、SS和动植物油，要求经过处理后出水达到广东省地方排放标准《水污染物排放限值》（DB44/26-2001）第二时段一级标准和《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级标准的A标准。
2 处理工艺根据污染情况，由于工厂废水水量水质比较稳定相差较小，设计有机负荷的处理能力按照水质污染程度设计，这样可以保证污水的稳定运行和达标中水回用。
根据水质情况，采用MBR工艺处理，运行稳定、水质可靠。
2.1 工艺流程2.2 工艺说明本工艺土建水池除隔栅井、调节池地下式外采用多格式地上式，这样采用的目的是有效证明厂区污水零排放。
因为所有水泵均采用一用一备设计，设备出现故障的可能性已减至最小，可保证整个处理系统的连续运行，减少因设备维护对废水处理系统造成的影响。
车间排出的废水经提升泵与生活污水通过排水管道流入格栅池，格栅池中置有栅条间隙为10mm的细格栅，用于去除水中大块杂质等悬浮物。
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中水回用工程的MBR系统设计
作者：ddongle
上传时间：2007-9-5
简介：大连香格里拉大饭店中水回用工程设计规模为60 m3/d，采用MBR工艺。
自2001年10月投产以来运行性能良好，出水水质COD 为3.92～7.84 mg/L（平均6.16 mg/L），BOD为0.45～0.67 mg/L(平均0.57 mg/L)，SS=0 mg/L，其水质完全达到《生活杂用水水质标准》(CJ25.1-89)。
实践证明，MBR是一种简易、高效的污水处理技术。
关键字：MBR 中水回用膜污染
膜生物反应器（MBR）是将膜技术应用于污水处理的一项新兴技术。
MBR 可在紧凑的空间内同时实现微生物对污染物质的降解和超滤膜对污染物质的分离，而降解与分离之间又存在着协同作用，是一种高效、实用的污水处理技术。
其出水中不含悬浮物，只需投加少量消毒剂避免管道的二次污染，就可以回用，实现污水的资源化［1］。
以MBR为核心进行的研究广而深入，但在国内将其应用于工程实际却还是少数，这关键是由于膜的价格较高，造成工程投资的加大。
不过随着膜技术的成熟、膜组件的大规模生产，膜价格在逐年降低。
如美国Aquasource 公司1999年超滤膜价格几乎是1989年的1/2［2］。
1中水回用系统的设计
1.1工程概述
大连香格里拉大饭店原有的中水处理设施采用三级处理方法，处理效率低、占地面积大，没有实现完全的自动化，而且其处理能力远大于酒店最大回用水量，又无法灵活地调节，造成了人力、物力的浪费，增加了成本。
现采用MBR工艺对原有系统进行改造。
1.2水量及水质
因处理后中水主要回用于冲厕、绿化、洗车等方面，最大回用水量为60 m3/d，确定设计处理水量为60 m3/d。
来水为优质杂排水，其水质见表1。
表1进水水质
1.3工艺流程(见图1)
图1工艺流程
大连香格里拉大饭店原有的中水回用系统是以接触氧化池、沉淀池和砂滤罐为主体，共占地80 m2，改造后以MBR 为核心的中水
回用系统仅占地48 m2，是原占地面积的17%，为酒店节省了宝贵的空间。
而且现有的中水回用系统将生物降解、沉淀、过滤集中为一体，减少了设备需求，可使运行成本降低，故障点减少。
酒店回用水量会由于季节及客流量的变化有很大不同，而MBR 系统可通过自吸泵间歇出水时间的调整以及鼓风机间歇曝气来进行
调节并节省运行成本，具有高度的灵活性。
1.3.1细格栅
细格栅用以除去污水中较大颗粒的杂质，防止泵的阻塞和损伤，减轻负荷。
酒店来水具有一定的作用水头，重力自流到细格栅，格栅出水重力自流入调节池。
因来水为优质杂排水，水质较好，格栅采用无动力式，截流下来的污物沿格栅弧面下滑至下部渣斗，渣斗底部有箅子，污物在渣斗中沉积，含有的水分由箅子自流入调节池。
1.3.2调节池
调节池由原有水池改建而成，用以调节水量、均化水质，使后续处理工艺在相对稳定的条件下工作，同时调节池中风机曝气除臭降温，还可防止悬浮物沉积。
调节池出水由移送泵提升至MBR。
调节池主要设计参数：有效水深为2.5 m；有效容积为48.7 m3；HRT为19.5 h。
1.3.3MBR
中空纤维膜组件置于MBR中，污水浸没膜组件，通过自吸泵的抽吸，利用膜丝内腔的抽吸负压来运行。
膜组件由日本三菱公司生产，材质为聚乙烯。
膜组件公称孔径为0.4 μm，是悬浮固体、胶体等的有效屏障；中空纤维膜丝较细，有较好的柔韧性，能保持较长的寿命，即使有膜丝破损的现象发生，由于膜丝内径仅为270 μm，可被污泥迅速阻住，对处理水质完全没有影响。
鼓风机曝气，在提供微生物生长所必须的溶解氧之外，还使上升的气泡及其产生的紊动水流清洗膜丝表面，阻止污泥聚集，保持膜通量稳定，设计气水比为20∶1。
MBR中产生的剩余污泥由气提泵定量提升至污泥浓缩池，污泥在其中浓缩，并使污泥减容，上清液回流至调节池。
因来水营养物质缺乏，为保证活性污泥反应正常进行，调节来水的营养平衡，在MBR的进水管道中注入营养剂（由磷酸氢二铵和尿素配制），MBR出水由自吸泵抽送至回用水池。
MBR由原水池改建而成，主要设计参数：
有效水深为2.7 m；
有效容积为34.7 m3；
HRT为14 h。
1.3.4回用水池
在回用水池的进水管道中注入消毒剂，并使回用水池出水中保持一定量的余氯，避免二次污染。
2中水回用系统的自控设计
酒店污水回用系统的控制全部集成在电控柜中。
各设备的运行由电控柜中的PLC 控制，PLC由电源、框架、处理器和I/O模板4部分组成，可以和现场的传感器、变送器、自动化仪表相连，进行数据通讯、数据处理和数据管理。
如调节池和MBR的水位情况通过浮球液位计传送到PLC，通过PLC 控制移送泵和自吸泵的动作。
当调节池超过一定水位，并且MBR水位在中水位以下时，移送泵开始工作，将污水送至MBR，直到MBR水位达到高水位。
当MBR水位在低水位以上时，自吸泵开始间歇工作，抽出的膜处理水送入回用水池，如果MBR的水位降至中水位以下，污水会由移送泵自动补充至高水位，此动作反复进行，直至调节池水位下降至低水位，移送泵停止，而MBR水位降至低水位以下时，自吸泵停止工作。
投加消毒剂和营养剂的计量泵分别与移送泵和自吸泵同步，药剂自动投加。
另外，泵与风机均有热过载和空开过载保护，所有潜水泵均有漏电保护。
风机、移送泵、自吸泵均为1用1备，24 h自动切换。
改变设备状态的界面为电控柜上的触摸屏。
触摸屏上包括系统中设备的列表，点击后可以看到相应设备的当前工作状态，并可以对设备现有状态进行改变；还可以看到当前所有设备的累计工作时间、各水池的水位、系统运行期间出现的报警等等；当有报警发生时，触摸屏上有相应的报警画面出现，同时有解决报警的提示出现。
3MBR中膜污染控制措施
膜污染是影响系统运行的关键问题，适当的操作方法可以有效地控制膜污染，提高膜的使用性能及寿命。
本工程采用了低压、恒流、间歇抽吸出水和空曝气等方法来延缓膜过滤阻力的增加。
膜面凝胶层会在高的操作压力下变得更加密实，导致过滤阻力的增加。
因此，本工程采用较低的操作压力，并且调节自吸泵出口的阀门，控制流量计的数值，保持恒定的出水流量，使系统在稳定的状态下工作。
为延缓膜污染速度，延长超滤膜使用周期而采取的措施还包括出水方式。
在电控柜中设定自吸泵双计时器为9 min运行，3 min停止，自吸泵的运转效率为75%，每日运行时间为18 h，从而保证MBR中一定的空曝气时间。
自吸泵的间歇操作可通过定期地停止膜过滤，使混合液流向膜面的流速为零，而由于空曝气产生的剪切作用，使膜面沉积的污物脱落，膜过滤性能有所恢复。
同时，在停抽过程中，由浓差极化引起的膜面有机物积累也会由扩散作用返回混合液主体。
众多措施的采取，使本工程中膜污染现象得到有效的控制，在污水回用系统启动迄今3个月时间内，MBR操作压力仅由2 kPa上升至6 kPa。
4中水回用处理工艺的出水水质
中水回用系统于2001年10月正式运转，在3个月的时间内MBR 出水水质见表2(检验方法按照《生活杂用水标准检验法》（CJ25.2-89）进行检测)。
表2出水水质
由表2可见，系统稳定后，MBR出水中COD＜10 mg/L，BOD ＜1 mg/L，并且没有悬浮物检出，其水质完全达到《生活杂用水水质标准》（CJ25.1-89）及日本建设省都市局、住宅局、卫生部环卫局提出的生活杂用水水质标准［3］，不仅可回用于水洗厕所用水、空调冷却水，还可回用于汽车等冲洗用水、洒水、扫地用水以及水池喷水。
5中水回用处理工艺运行成本分析
本工程污泥提升泵为气提式，不消耗电能，也无污泥回流系统，能耗主要来自移送泵、自吸泵和鼓风机（两套加药系统计量泵装机容量很小，在此忽略）。
鼓风机装机容量为1.5 kW，每天24 h运转，移送泵和自吸泵的装机容量分别为0.4 kW 和0.75 kW，每天运行时
间按18 h计，则该中水回用系统单位能耗为3。
由于膜组件公称孔径为，虽然最小的细菌尺寸在0.3 μm左右，但在MBR中细菌通常以菌胶团形式存在，无法透过膜孔，因此MBR 出水细菌含量少，可减少消毒剂用量；另外本工程无须看管，省去了人工费。
运行成本的具体分析见表3，合计运行成本为1.665元/ m3。
表3运行成本分析
注：*净残值取4%［4］, 折旧年限取10 a。
目前大连市旅游业、商业等场所的自来水费为5元/m3，显然宾馆、写字楼等处采用MBR工艺使污水回用是经济可行的。
6结论
(1)大连香格里拉大饭店中水回用工程采用MBR工艺。
自2001年10月投产以来运行性能良好，出水水质COD平均6.16 mg/L，BOD
平均0.57 mg/L，SS=0 mg/L，其水质完全达到《生活杂用水水质标准》（CJ25.1-89）。
设计规模为60 m3/d的MBR污水回用系统运行成本为1.665元/ m3，应用于宾馆、写字楼等处是经济可行的。
(2)MBR除污染效率高，出水水质稳定，操作简单，易于管理。