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MBR在污水处置惩罚与回用工艺中的应用
2018-06-21

  膜生物反应器(MBR)已经引起了普遍的关注 ,是近年来污水处置惩罚及回用领域的新手艺之一。综述了膜生物反应器水处置惩罚手艺在海内外的应用及研究希望,剖析了膜组件性能、混淆液特征与操作参数等方面临膜污染形成的影响,指出了预防和控制膜污染的步伐,其中包括膜组件自身优化设计、改善工艺运行条件及其膜污染的洗濯,最后展望了膜生物反应器手艺的远景。

  1、MBR手艺在海内污水处置惩罚中的研究及应用

  我国对膜生物反应器的研究生长速率很快。1991年对膜生物反应器的应用举行的综述,先容了MBR在日本的研究状态,这是我国学者对膜生物反应器做的较早的报道。随后,众多学者举行了中空纤维超滤膜在生物手艺中的应用研究。1995年,樊耀波将MBR用于石油化工污水净化的研究,研制出一套实验室规模的好氧疏散式MBR。

  从1995年以来,我国对膜生物反应器污水处置惩罚手艺的研究事情最先周全睁开,多家科研院所举行了此方面的研究,清华大学、哈尔滨工业大学、中国科学院生态情形研究中央、天津大学、同济大学等对膜生物反应器的运行特征、膜通量的影响因素、膜污染的避免与洗濯等方面做了大宗详尽的研究事情。2000年,顾平接纳国产中空纤维膜对生涯污水做了中试规模的MBR研究,效果批注:MBR工艺出水悬浮物为零,细菌总数优于饮用水标准,COD和氨氮的去除率都高于95%,出水可直接回用。2001年,张立秋等对一体式MBR处置惩罚生涯污水的主要设计参数HRT、SRT等举行了理论推导,为现实工程设计提供了参考,并对膜梗塞机理举行了深入研究探讨,提出了膜内部生物梗塞的保存。

  虽然,我国在MBR手艺的研究探讨方面取得了显著的效果,可是同日本、英国、美国等国家相比,我国的研究试验水平还较量落伍,由于国产膜组件的种类较少,膜质量较差,寿命通常较短,因此在现实应用中保存一定的问题。虽然在我国膜生物反应器用于处置惩罚生涯污水已有应用,但到现在为止,设计完善、运行优异的应用膜生物反应器的生涯污水处置惩罚厂还未见报道。

2.MBR工艺的分类

  膜生物反应器主要是由膜组件和生物反应器的两个部分的组成;谀ぷ榧与生物反应器的组合方法可将膜生物反应器分为以下三种类型:分置式膜生物反应器、一体式膜生物反应器和复合式膜生物反应器。

  2.1 分置式膜生物反应器

  分置式膜生物反应器是指膜组件与生物反应器脱离设置,相对自力,膜组件与生物反应器通过泵与管路相毗连。

  该工艺膜组件和生物反应器各自脱离,自力运行,因而相互滋扰较小,易于调理控制,并且,膜组件置于生物反应器之外,更易于洗濯替换。但其动力消耗较大,加压泵提供较高的压力,造成膜外貌高速错流,延缓膜污染,这是其动力用度大的缘故原由,每吨出水的能耗为2~10kWh,约是古板活性污泥法能耗的10~20倍,因此能耗较低的一体式膜生物反应器的研究逐渐获得了人们的重视。

  2.2 一体式膜生物反应器

  一体式膜生物反应器起源于日本 ,主要用于处置惩罚生涯污水 ,近几年 ,一些欧洲国家也热衷于研究和应用。一体式膜生物反应器是将膜组件直接安排在生物反应器中 ,有时又称为淹没式膜生物反应器(SMBR),依赖重力或水泵抽吸爆发的负压或真空泵作为出水动力。一体式膜生物反应器工艺流程如图2所示。该工艺由于膜组件置于生物反应器之中,镌汰了处置惩罚系统的占地面积,并且该工艺用抽吸泵或真空泵抽吸出水,动力消耗用度远远低于分置式膜生物反应器,每吨出水的动力消耗约是分置式的1/10。若是接纳重力出水,则可完全节约这部分用度。但由于膜组件浸没在生物反应器的混淆液中,污染较快,并且洗濯起来较为贫困,需要将膜组件从反应器中取出。

  2.3 复合式膜生物反应器

   复合式膜生物反应器也是将膜组件置于生物反应器之中,通过重力或负压出水,但生物反应器的型式差别#复合式MBR,是在生物反应器中装置填料,形成复合式处置惩罚系统,其工艺流程如图3所示。

  在复合式膜生物反应器中装置填料的目的有两个:一是提高处置惩罚系统的抗攻击负荷,包管系统的处置惩罚效果;二是降低反应器中悬浮性活性污泥浓度,减小膜污染的水平,包管较高的膜通量。

  复合式膜生物反应器中,由于填料上附着生长着大宗微生物,能够包管系统具有较高的处置惩罚效果并有对抗攻击负荷的能力,同时又不会使反应器内悬浮污泥浓度过高,影响膜通量。

  3 MBR工艺的特点

  3.1 对污染物的去除效率高

  MBR对悬浮固体(SS)浓度和浊度有着很是优异的去除效果。由于膜组件的膜孔径很是小,可将生物反应器内所有的悬浮物和污泥都截留下来,其固液疏散效果要远远好于二沉池,MBR对SS的去除率在99%以上,甚至抵达100%;浊度的去除率也在90%以上,出水浊度与自来水相近。

  由于膜组件的高效截留作用,将所有的活性污泥都截留在反应器内,使得反应器内的污泥浓度可抵达较高水平,最高可达40~50g/L。这样,就大大降低了生物反应器内的污泥负荷,提高了MBR对有机物的去除效率,对生涯污水COD的平均去除率在94%以上,BOD的平均去除率在96%以上。

  同时,由于膜组件的疏散作用,使得生物反应器中的水力停留时间(HRT)和污泥停留时间(SRT)是完全脱离的,这样就可以使生长缓慢、世代时间较长的微生物(如硝化细菌)也能在反应器中生涯下来,包管了MBR除具有高效降解有机物的作用外,还具有优异的硝化作用。研究批注,MBR在处置惩罚生涯污水时,对氨氮的去除率平均在98%以上,出水氨氮浓度低于1mg/L。

  别的,选择合适孔径的膜组件后,MBR对细菌和病毒也有着较好的去除效果,这样就可以省去古板处置惩罚工艺中的消毒工艺,大大简化了工艺流程。

  另外,在DO浓度较低时,在菌胶团内部保存缺氧或厌氧区,为反硝化创立了条件。仅接纳好氧MBR工艺,虽然对TP的去除效率不高,但若是将其与厌氧举行组合,则可大大提高TP的去除率。研究批注,接纳A/O复合式MBR工艺,对TP的去除率可达70%以上。

  3.2 具有较大的无邪性和适用性

  在都会污水或工业废水处置惩罚中,古板的处置惩罚工艺(格栅+沉砂池+初沉池+曝气池+二沉池+消毒池)流程较长,占地面积大,而出水水质又不可包管。而MBR工艺(筛网过滤+MBR)则因流程短、占地面积小、处置惩罚水量无邪等特点,而泛起出显着优势。MBR的出水量凭证现真相形,只需增减膜组件的片数就可完成产水量调解,很是简朴、利便。

  关于古板的活性污泥法工艺中泛起的污泥膨胀征象,MBR由于不必二沉池举行固液疏散,可以轻松解决。这样,就大大减轻了治理操作的庞洪水平,使优质、稳固的出水成为可能。

  同时,MBR工艺很是易于实现自动控制,提高了污水处置惩罚的自动化水平。

  3.3 解决了剩余污泥处置惩罚难的问题

  剩余污泥的处置惩罚问题,是污水处置惩罚厂运行优劣的要害问题之一。MBR工艺中,污泥负荷很是低,反应器内营养物质相对缺乏,微生物处在内源呼吸区,污泥产率低,因而使得剩余污泥的爆发量很少,SRT获得延伸,扫除的剩余污泥浓度大,可不必举行污泥浓缩,而直接举行脱水,这就大大节约了污泥处置惩罚的用度。有研究得出,在处置惩罚生涯污水时,MBR最佳的排泥时间在35d左右。

  由上述可知,MBR工艺所具有的优越性,是现在其他处置惩罚工艺无法相比的#该工艺在都会污水或生涯污水处置惩罚、高浓度有机废水、难降解有机废水以及中水回用等方面都具有辽阔的应用远景。


信息泉源:水博网