MBR技术

MBR技术（精选9篇）

MBR技术 篇1

摘要：介绍MBR技术特点、设计注意事项及设计系统的保护措施等。

关键词：MBR,特点,设计

污水深度处理及回用已经成为人类文明发展和保障人类饮水安全的必要手段, 相关技术也在迅速发展和并日益受到关注。在这些技术中, 膜过滤技术显示了越来越多的优越性。而MBR技术, 更为污水处理及回用带来新的方向。

1 MBR技术特点

1.1 MBR简介

膜生物反应器 (membrane bioreactor, MBR) 是以酶、微生物或动植物细胞为催化剂进行化学反应或生化转化, 同时借助膜分离技术装置不断的分离出反应产物并截留催化剂而进行反应的装置。污水处理中的MBR法是将膜分离技术中的超、微滤技术和活性污泥法有机结合的污水处理高新技术, 主要有膜组件、生物反应器、物料输送三部分组成。其运行原理是利用反应器内大量的微生物有效地降解污水中各种有机物, 使水质得到净化, 并通过膜分离装置代替传统工艺中的二沉池, 提高固液分离效果, 从而得到优质的水, 基本解决了传统的活性污泥法存在的污泥膨胀、污泥浓度低等因素造成的出水水质达不到中水回用要求的问题。

1.2 MBR技术特点

膜生物反应器由于采用了膜分离技术与生物反应器相结合的方式, 有机物的最终去除虽是微生物细胞的新陈代谢作用, 但是膜高效的固液分离作用强化了这种生物处理作用, 因此MBR具有许多其他生物处理工艺无法比拟的明显优势。

1.2.1 对污染物的去除效率高

MBR对悬浮固体 (SS) 浓度和浊度有着非常良好的去除效果。由于膜组件的膜孔径非常小, 可将生物反应器内全部的悬浮物和污泥都截留下来, 其固液分离效果要远远好于传统的二沉池。

1.2.2 有机物的去除效率高

由于膜组件的高效截留作用, 将全部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达到较高水平, 提高了MBR对有机物的去除效率。

1.2.3 耐冲击负荷

由于膜组件的高效截留作用, 使反应器内微生物浓度高, 生物种群多样性好, 耐冲击负荷。

1.2.4 具有良好的硝化作用

由于膜组件的分离作用, 使得生物反应器中的水力停留时间 (HRT) 和污泥停留时间 (SRT) 是完全分开的, 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) 也能在反应器中生存下来, 保证了MBR除具有高效降解有机物的作用外, 还具有良好的硝化作用。

1.2.5 提高难降解有机物的降解效果

膜分离使污水中的大分子难降解成分, 在体积有限的生物反应器内有足够的停留时间, 大大提高了难降解有机物的降解效果。

1.2.6 解决污泥膨胀问题

对于传统的活性污泥法工艺中出现的污泥膨胀现象, MBR由于不用二沉池进行固液分离, 可以轻松解决。

1.2.7 解决剩余污泥处置难问题

剩余污泥的处置问题, 是污水处理厂运行好坏的关键问题之一。在MBR工艺中, 反应器在高容积负荷、低污泥负荷、长泥龄的条件下运行, 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, 使得剩余污泥的产生量很少。同时SRT得到延长, 排除的剩余污泥浓度大, 可不用进行污泥浓缩, 而直接进行脱水, 这就大大节省了污泥处理的费用。

1.2.8 自动化程度高

MBR工艺非常易于实现自动控制, 提高了污水处理的自动化水平, 给运行管理带来极大的方便。

1.2.9 占地面积小

该工艺由于膜组件置于生物反应器之中, 工艺设备集中, 减少了处理系统的占地面积, 采用模块化设计, 易于扩建。

2 MBR系统设计注意事项

2.1 选择适合的MBR膜法

MBR不是万能的, 它属于微滤膜, 对于它来讲堵塞问题是关键, 一些易结垢、含重金属离子较多、含油类物质和粘稠性物质较多的废水, 建议不要采用MBR膜法。应根据污水的性质、浓度、水量选择MBR型式。

2.2 MBR膜组件进水需要可靠的预处理

MBR反应器进水要进行可靠的预处理, 水质经预处理后达到如表1要求后, 方可进入MBR反应器, 否则膜组件极易堵塞, 既保证不了出水水质质量, 也很难保证出水量, 还会严重影响膜组件的使用寿命。

2.3 MBR膜组件的设计

膜组件设计要特别注意膜片与膜片之间间距要足够大, 有效距离要大于100mm (轴心距大于140mm) , 如果膜片本身膜丝密度大, 那么有效间距要适当放宽。膜组件不宜做得太大, 因为太大的膜组件, 其安装密度就会大, 同样的搅拌空气量对它来讲却显不足, 而且在膜片上积累很多包裹物的时候, 就需要对膜片进行喷洗, 安装太密会让你很难冲到内层膜片。

2.4 MBR曝气装置的设计要点

曝气装置可以固定在池底 (需要做膜组件承托架和膜组件滑入导轨) , 也可以跟膜组件做在一起。曝气风机排风压头选型比最高液位高0.01Mpa;风机出口设置泄气阀, 泄气管口径全开能卸掉70%的空气量即可, 泄气口上加装消音器。每个膜组件曝气都设置单独的调节阀, 同时整个生物反应器的充氧曝气要另外做单独的控制阀。

2.5 MBR抽吸泵的设计要点

有条件的情况下, 尽量每个膜组件配1台泵, 但多个膜组件共一台也可以, 在每个膜组件吸水管路上装流量计;抽吸泵出口管路一定要加装流量计和取样阀, 每个流量计前面或后面加调节阀, 用来调节膜组件的出水量;抽吸泵间断运行, 要能与风机联动, 风机在停止状态时, 抽吸泵不工作。抽吸泵一般采用变频控制抽吸水量。

2.6 化学浸泡清洗

在有条件的情况下, 为了减少工作强度, 能实现整个膜组件的清洗, 这就要求做好膜组件的出池入池定位, 水管及气管要做方便拆卸的活连接 (气管如果不与膜组件做在一起则气管不用考虑) , 而且这个活连接要经久耐用;化学浸泡槽大小要保证膜组件放进去绰绰有余, 每个浸泡槽要做好穿孔曝气管道及其保护平台;每个浸泡槽要配套1台排污泵, 用来将药液从浸泡槽中移送到储液桶或排放, 清洗药液可以重复利用;洗过之后的废液要有合适的处理方式。

2.7 在线反冲洗

MBR的反冲洗跟传统意义反冲洗的效果不同, MBR的正常堵塞大部分是由微生物在膜丝内部的滋生繁殖引起的, 而由颗粒物引起的硬堵塞占很小的分量;但如污泥状态恶化、MBR抽吸泵流量被误操作调的很大或进入了微小颗粒物, 引起了硬堵塞, 反冲洗还是很有效果的;反洗水可以直接由自来水管路接入, 不用装加压泵, 但务必要装压力表和流量计。

3 MBR系统设计中的保护措施

3.1 无论何种原因造成鼓风机停转时, 必须立即停止抽水。

3.2 应设置最低液位保护膜元件, 当污泥混合液的液位低于设定点后, 立即停止抽吸泵工作。

3.3 当跨膜压差大于0.05MPa时, 应停止抽吸泵, 进行清洗。

3.4 考虑膜元件的在线化学清洗, 应在抽吸管路上设置化学清洗药液注入口。抽吸管路要考虑防腐。

3.5 需在曝气管路上设置排空阀, 定时开启该阀门, 造成曝气管内的气压波动, 以防止污泥堵住气孔。

3.6 出水系统应设置在线监测压力表、流量计和浊度仪。

结束语

总之, MBR设计中注意采取妥善的预处理设施、重点考虑膜曝气系统的设计、充分考虑离线清洗或换膜的便利、高度重视膜污染控制、加强监测和清洗, MBR处理系统就能够取得良好的运行效果。

参考文献

[1]张军, 王宝贞, 张立秋.复合淹没式膜生物反应器脱氮除磷效能研究[J].中国给水排水, 2000, (16) :26-28.

[2]中国工程建设标准化协会化工分会.化学工业污水处理与回用设计规范.

MBR技术 篇2

MBR法处理洗涤废水

摘要：应用膜生物反应器(MBR)处理洗涤废水,在反应器中当水温为30～33℃,DO为2～4 mg/L,pH为6.3～7.1,MLSS为4 000～8 100 mg/L,污泥沉降比为77%～97%,SRT为90 d,HRT为2.2 h,24 h连续曝气的情况下,经MBR处理后出水CODCr为12～64 mG/L,去除率大于80%;NH3-N为0.3～3.4mg/L,去除率大于80%;浊度为0.3NTU,去除率大于99%.试验证明MBR法工艺处理洗涤废水简单、基建费用低、占地面积小、便于管理,处理后水质较稳定,抗冲击负荷能力强,处理效率高.作 者：王雨 江霜英 姜骅 作者单位：同济大学环境科学与工程学院,上海,92期 刊：给水排水 ISTICPKU Journal：WATER & WASTEWATER ENGINEERING年，卷(期)：,33(z1)分类号：X7关键词：膜生物反应器(MBR) 洗涤废水 膜污染 污泥膨胀

MBR系统对污水的处理效果研究 篇3

[关键词]倒置A2/O-MBR;生活污水;PVA;回流比

A2/O作为传统的生物脱氮除磷工艺被污水厂广泛运用，但在工程实际运用中存在很多问题，如脱氮与除磷之间存在着碳源竞争[1]，而城市生活污水的碳源浓度相对较低，很难同时达到高效的脱氮除磷效果;针对传统A2/O工艺的碳源竞争问题，研究者将传统工艺中的缺氧区提前，形成了倒置A2/O工艺，让厌氧区和好氧区相连，使厌氧释磷后保持较高的吸磷动力，同时提高了脱氮除磷的效果[2-6]。

膜生物反应器（MBR）是20世纪末发展起来的一种由膜分离单元与生物处理单元相结台的新型水处理技术，以膜组件取代二沉池有效实现了固液分离[7]，增加了曝气池中活性污泥的浓度、提高了生物降解的速率，同时也降低了比负荷，并减少剩余污泥的产生量。膜生物反应器工艺由于膜分离的截留作用基本上解决了传统活性污泥法存在的问题。

本研究将倒置A2/O和MBR组合起来形成组合工艺，处理模拟生活污水和实际生活污水，拟解决传统工艺的缺点，最大限度地提高脱氮除磷效果。通过FTIR技术分析膜表面污染物的主要成份，并通过原子力显微镜测试膜与膜池内主要污染物之间微观作用力的大小，经两方面探究组合工艺膜污染机制，为实际污水处理中工艺升级改造及减缓膜污染提供有效依据。

1、实验部分

1.1实验装置与运行参数

图1 实验装置示意图

Fig.1 Schematic diagram of experimental apparatus

实验所用倒置A2/O-MBR装置如图1所示。原水经蠕动泵进入到缺氧池，再经挡板过流到厌氧池，再经穿孔挡板溢流进入好氧池，好氧池膜区设置污泥回流管，回流污泥到缺氧池。膜组件放置在好氧池泥水混合液中，经蠕动泵抽吸出水，抽停时间由时间继电器控制。

实验所用膜丝为自制高强度PVA亲水化改性复合膜，铸膜液体系由DMAC/PVDF/LiCl/PVA按一定比例配置而成[8，9]。将此复合膜制成帘式组件应用于倒置A2/O-MBR体系中，考察MBR体系中膜对颗粒物的去除及膜性能的变化。复合膜基本参数如表1所示，膜组件及MBR主要运行参数见表2。

表1 复合膜的基本参数

表2 倒置A2/O-MBR系统主要参数

反应器以倒置A2/O-MBR工艺连续运行，进水连续，出水抽停结合，运行方式为运行9min间歇1min，反应器运行温度为室温（20℃-25℃），HRT为10h，DO为3.5-4.5mg/L，初始好氧池污泥浓度3.14g·L-1。30天排泥一次。

1.2污泥与进水水质

实验所用污泥取自佛山市某污水处理厂，进水分别为模拟生活污水。模拟生活污水采用葡萄糖为碳源，NH4Cl为主要氮源（蛋白胨为辅助氮源），KH2PO4为磷源，其中CaCl2和MgSO4为微量元素，原水水质见表3.

表3 原水水质

反应器接种污泥后闷曝1d，澄清后排去上清液，连续闷曝2d后放入反应器进行连续运行培养。连续培养3d后，反应器进入正式运行。

1.3分析方法

每天取样一次，放于冰箱贮存待测。其中COD、氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、总氮、总磷、MLSS等采用《水与废水监测分析方法》[10]中标准方法测定，pH采用pH计测定，DO采用便携式溶解氧仪测定。

2、结果与讨论

2.1MBR系统对氮、磷的去除

2.1.1COD的去除率

图2 污水中COD的去除效果

Fig.2 COD removal efficiency of wastewater

使用模拟生活污水作为原水，运行了73天，对进出水COD进行监测，如上图2所示。由图中可知进水COD在411.2-699.2mg/L之間，平均值为568mg/L。出水COD在3.84-54.42mg/L之间，平均值分别36.62mg/L，COD的去除效率均在90%以上，达到《城市污水再生利用城市杂用水水质》指标。系统进水COD波动较大，但出水COD稳定在55mg/L以下，且处理效果稳定，说明该系统对COD具有较强抗冲击负荷的能力，对COD有良好的去除效果。反应器中COD的去除主要是靠异养菌的降解和吸收，膜对活性污泥的截留作用，使反应器能够一直维持较高的污泥浓度，降低了单位污泥负荷，MBR的结构及曝气形成强烈混合作用，使厌氧池流入的有机物和活性污泥充分接触，进一步促进了有机物质的降解。与传统活性污泥法相比，膜生物反应器更有利于有机物的去除。

2.1.2氮素的去除率

生物脱氮是指污水中以有机氮、氨氮形式存在的氮被转化为氮气，从而减少水中氮素的含量。氨氮的去除主要在曝气池中进行，在A2/O 工艺系统设计及运行中，起硝化作用的主要是硝化菌，可分为自养型硝化菌和异养型硝化菌两类，异养型硝化细菌仅占很少一部分，生物脱氮过程中起硝化作用的主要是自养型硝化细菌，它直接影响污水处理系统的硝化作用和生物脱氮效率，是污水生物脱氮的关键性因素[11]，倒置A2/O-MBR系统对氨氮的去除效果如图3所示。

图3 污水中氮素的去除效果

Fig.3 Nitrogen removal efficiency of wastewater

由图3可看出进水的氨氮在36.6-45.7mg/L之间，平均值为41.14mg/L，出水氨氮在0.06mg/L-0.94mg/L之间，平均值分别0.32mg/L，氨氮的去除效率在98%以上，系统在一个运行周期期间一直不排泥，致使污泥龄较长，高泥龄有利于世代时间长的硝化菌的大量繁殖，且反应器中的溶解氧充足，硝化菌不会因与异养菌争夺溶解氧而使硝化能力受限制，有利于硝化菌对氨氮的降解。当氨氮的进水浓度发生变化时，系统对氨氮的去除效果基本没有改变。试验期间出水总氮浓度为2.7～33mg/L，TN的去除率为63%-89%，波动较大。可能是由于反应器中的溶解氧较高，污泥回流到缺氧池，溶解氧偏高造成的。溶解氧较高时可以保证系统中硝化细菌的硝化条件，但使反硝化细菌受到了一定的抑制。因此控制反应器内溶解氧的水平，是膜生物反应器工艺实现生物脱氮的关键要素。

2.1.3总磷的去除率

由图4中可看出进水的TP在4.3-8.7mg/L之间，出水TP在2.2-3.6mg/L之间，TP的去除效率在50%左右，TP不能有效的生物强化去除，TP 的去除主要靠生物自身增长合成来去除，由于试验初期，由于污泥生长需要吸收一部分磷，总磷的去除率较高，而后期由于系统内没有进行排泥，使得微生物过度吸收的磷不能及时排出系统，而又重新释放在反应器内，造成后期出水含磷量升高。

图4 污水中TP的去除效果

Fig.4 TP removal efficiency of wastewater

除磷是膜生物反应器工艺中的难点，从大多数工艺运行结果来看，出水浓度难以达标。迟军[12]等进行了一体化复合式MBR除磷研究，通过对比试验，研究了不同工艺组合条件下一体化复合式MBR（HCMBR）的除磷效果。研究表明，在无厌氧段的情况下，反应器内保持好氧状态的同时，填料内部存在厌氧环境，TP的去除率为22%;在有厌氧段（A/O）的情况下，TP的去除率可达70%。

2.2膜对污染物的截留作用

2.2.1膜对TOC的去除效果

膜对TOC的去除效果如图5所示。由图5可知，好氧池末端TOC的最低浓度为1.15mg/L，最高浓度为6.88mg/L，膜出水的最低浓度为0.303mg/L，平均浓度为1.33mg/L。复合膜对TOC具有良好的去除效果。进一步减少了出水中污染物的含量，保证水质的达标。A2/O-MBR对有机污染物具有双重的去除作用，A2/O生物处理系统在污染物的去除方面占主导地位，同时膜面富集的微生物形成的生物膜及膜的高效截留作用强化了对污染物的二次去除。

图5 膜出水TOC与好氧池末端TOC比较

2.2.2膜对浊度的去除效果

复合膜对出水水质浊度的去除，系统处理模拟生活污水的运行期间，膜出水浊度最高为0.27NTU，平均浊度为0.08NTU。说明复合膜对污水中颗粒物具有很好的截留效果。

3、结论

1）膜生物反应器在常温下对模拟生活污水中COD、氨氮、总氮和总磷的去除率分别达到了90%、98%、75%和50%以上，对实际生活污水中COD、氨氮、总氮和总磷的去除率分别达到了78%、95%、54%和20%以上，出水水质稳定。

2）在整个试验过程中，复合膜以11±0.5L·m2/h的通量运行3个月，对膜进行反复使用及化学清洗，膜丝未出现断裂现象，复合膜具有很好的抗拉、抗压强度性能。

参考文献

[1]张杰，臧景红，杨宏等.A/O工艺的固有欠缺和对策研究[J].给水排水，2003，29（3）：22～25.

[2]高廷耀，夏四清.城市污水生物脱氮除磷工艺评述[J].环境科学， 1999， 20（1）： 110-112.

[3]陈洪斌，唐贤春，何群彪等.倒置AAO工艺聚磷微生物的吸磷行为[J].中国环境科学，2007， 27（1）： 49-53.

[4]毕学军，张波.倒置A2/O工艺生物脱氮除磷原理及其生产应用[J].环境工程，2006， 24（3）： 29-30.

[5]张波，高廷耀.倒置A2/O工艺的原理与特点研究[J].中国给水排水，2000， 16（7）： 11-15.

[6]Wang X， Ji M， Wang J， et al. Anaerobic uptake of phosphate in an anaerobicaerobic granular sludge sequencing batch reactor[J]. Water Science & Technology， 2006， 53（9）： 63-70.

[7]孟凡刚.膜生物反应器膜污染行为的识别与表征[D].大连理工大学，2007.

[8]容志勇，王磊，陈立成等. PVDF/编织管中空纤维复合膜的制备及其性能研究[J].水处理技术，2013， 10： 1-1.

[9]张颖，王磊，容志勇等.高强度 PVDF-PET 编织管改性复合膜的制备及其性能研究[J].膜科学与技术，2014， 34（3）： 69-73.

[10]国家环境保护总局《水和废水监测分析方法》编委会.水和废水监测分析方法（第4版）[M].北京：中国环境科学出版社， 2006.

[11] Hu J.， Li D.， Tao Y. Effect of acetate on nitrite oxidation in Mixed population biofilms Journalof Bioscience and Bioengineering[J]. 2008， 106（ 6）： 580-586.

生物水处理的MBR技术 篇4

我在这篇文章里所论述的水处理技术就是我们日常生活中所说的综合生活污水的处理的方法和所应用的生物技术。

现阶段, 随着城市的快速发展, 市政设施也日益需要完善, 污水处理作为城市市政建设的重要环节之一, 也日益受到大家的重视。按照中华人民共和国国家标准关于水质排放的规定, 市政生活污水需要经过污水处理系统进行二级处理后才能直接排放到市政水体里。最初的污水处理采用的是极其简单的物理、化学处理设施, 水中的杂物经过格栅等构筑物被截流, 再经絮凝沉淀等工艺, 污水得到初步处理, 但水中有机物等得不到有效处理, 处理效果极差。特别是随着工业发展, 生活污水中污染物的成分日渐复杂, 这些污染物排入地面水系后造成河流黑臭。同时科学技术的发展, 也使污水处理技术不断进步, 现在生化处理由于其良好的处理效果和较强的实用性被普遍应用于废水处理。

由于废水中污染物成分极其复杂多样, 因此常常要几种方法组成处理系统, 才能达到处理的要求, 所以我就不过多的阐述, 我就和大家介绍一下生物技术在污水处理中的应用。

CAS是一种应用最广的废水好氧生物处理技术, 是由曝气池、二次沉淀池、曝气系统 (含空气或氧气的加压设备、管道系统和空气扩散装置) 以及污泥回流系统等组成。

曝气池与二次沉淀池是活性污泥系统的基本处理构筑物。由初次沉淀池流出的废水与从二次沉淀池底部回流的活性污泥同时进入曝气池, 其混合体称为混合液。在曝气的作用下, 混合液得到足够的溶解氧并使活性污泥和废水充分接触。废水中的可溶性有机污染物为活性污泥所吸附并为存活在活性污泥上的微生物群体所分解, 使废水得到净化。在二次沉淀池内, 活性污泥与已被净化的废水 (称为处理水) 分离, 处理水排放, 活性污泥在污泥区内进行浓缩, 并以较高的浓度回流曝气池。由于活性污泥不断地增长, 部分污泥作为剩余污泥从系统中排出, 也可以送往初次沉淀池。

城市排水系统的完善和水体环境的污染是现在制约城市快速发展的最大弊病之一, 在上述背景下, 一种新型的生物水处理技术——— (Membrane Bioreactor, MBR) 应运而生。随着膜分离技术和产品的不断开发, (MBR) 也更具有实用价值, 近年来许多国家都投入了大量资金用于开发此项高新技术。MBR是指将超、微滤膜分离技术与污水处理中的生物反应器相结合而成的一种新的污水处理装置。这种反应器综合了膜处理技术和生物处理技术带来的优点。超、微滤膜组件作为泥水分离单元, 可以完全取代二次沉淀池。超、微滤膜截留活性污泥混合液中微生物絮体和较大分子有机物, 使之停留在反应器内, 使反应器内获得高生物浓度, 并延长有机固体停留时间, 极大地提高了微生物对有机物的氧化率。同时, 经超、微滤膜处理后, 出水质量高, 可以直接用于非饮用水回用。系统几乎不排剩余污泥, 且具有较高的抗冲击能力。

MBR的特点:

(1) 出水水质好。由于采用膜分离技术, 不必设立、过滤等其它固液分离设备。高效的固液分离将废水中有悬浮物质、胶体物质、生物单元流失的微生物菌群与已净化的水分开, 不需经三级处理即直接可回用, 具有较高的水质安全性。

(2) 占地面积小。膜生物反应器生物处理单元内微生物维持高浓度, 使容积负荷大大提高, 膜分离的高效性使处理单元水力停留时间大大缩短, 占地面积减少。同时膜生物反应器由于采用了膜组件, 不需要沉淀池和专门的过滤车间, 系统占地仅为传统方法的60%。

(3) 节省运行成本。由于MBR高效的氧利用效率, 和独特的间歇性运行方式, 大大减少了曝气设备的运行时间和用电量, 节省电耗。同时由于膜可滤除细菌、病毒等有害物质, 可显著节省加药消毒所带来的长期运行费用, 膜生物反应器工艺不需加入絮凝剂, 减少运行成本。

膜生物反应器 (MBR) 工艺是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生化反应池中的活性污泥和大分子有机物质截留住, 省掉二沉池。活性污泥浓度因此大大提高, 水力停留时间 (HRT) 和污泥停留时间 (SRT) 可以分别控制, 而难降解的物质在反应器中不断反应、降解。因此, 膜生物反应器 (MBR) 工艺通过膜分离技术大大强化了生物反应器的功能。与传统的生物处理方法相比, 是目前最有前途的废水处理新技术之一。

目前, MBR的研究主要集中在以下几个方面:

(1) 降低膜污染, 提高膜通量;

(2) 探求合适的工作条件和工艺参数;

(3) 降低处理工艺的运行成本。MBR因自身特殊的工艺也要求了不同于一般的超、微滤膜材料, 但制备针对于MBR所用的膜材料的研究还很少。显然选择合适的膜材料是降低膜污染的一个重要方法, 这还有待于进一步研究。

总结以上我们探讨的MBR法水处理系统, 我们应该看到:

(1) MBR综合了膜分离技术和生物处理技术的优点, 超、微滤膜组件能替代CAS中的二沉池, 更有效地进行泥水分离, 并延长SRT, 提高微生物对污水中有机物的处理能力。经超、微滤膜处理后出水水质好可以直接用于非饮用水回用。系统占地面积小, 几乎不排剩余污泥, 具有较高的抗冲击能力。

(2) MBR具有一定的实用性, 但膜污染仍是制约MBR推广应用的最主要因素。因为MBR中膜材料既要面临活性污泥、污水中固体颗粒的污染, 又要面临活性污泥中微生物的侵蚀。最有效、最根本的方法是研制出一种抗污染、耐微生物侵蚀的新的膜材料及对膜进行适当的改性。

水资源紧缺的现状, 使我们认识到污水处理事业的任重道远。目前国家加大对环境的保护力度, 特别是2008年奥运会在首都北京举行, 至少在最近五年内, 我国环保业将会得到前所未有的迅猛发展。生活污水经处理达标后, 可用于洗车、冲厕、灌溉等, 不仅减少污染, 还可以节约大量的水资源。因此小区中水回用具有特别重要的意义, 目前, 在一些用水紧张的地区, 这种技术已有所应用, 在今后几年中, 有望得到更快发展。

摘要：传统生物处理工艺处理后的水难以满足越来越严格的污水排放标准, 我们引出MBR这项生物水处理技术, 来指引大家来深入探讨生物技术在具体生活中的实际应用的的广阔前景。

关键词：CAS,MBR,生物水处理

参考文献

[1]张少辉, 郑平, 华玉妹.反硝化生物膜启动厌氧氨氧化反应器的研究[J].环境科学学报, 2004, 24 (2) :220-224.

[2]王荣昌, 文湘华, 钱易.生物膜反应器中好氧颗粒污泥形成机理[J].中国给水排水, 2004, 20 (3) :5-8.

[3]杨玉旺.移动床生物膜反应器处理污水的研究应用进展[J].工业水处理, 2004, 24 (2) :12-15.

[4]鲁敏, 曾庆福, 张跃武.一种新型生物膜反应器处理污水的研究[J].中国给水排水, 2004, 17 (4) :5-8.

[5]李军, 彭永臻, 杨秀山, 等.序批式生物膜法反硝化除磷特性及其机理[J].中国环境科学, 2004, 24 (2) :219-223.

MBR技术 篇5

据统计2010年全国废水排放量为617.3×108t、2011年达652.1×108t, 面对废水处理的严峻形式, 急需研发适合不同行业废水特点的高效、低成本、运行管理简便的废水处理技术。针对于中国油气企业走出国门、开拓国际市场, 在海外的项目首先必须保证能够满足当地的环保要求, 而大部分的海外项目营地为远郊营地, 周围并不具备当地配套的污水处理厂。因此研制开发高效、便捷的可移动式生活污水处理装置变得十分迫切。

膜生物反应器 (MBR) 是膜技术和污水生物处理技术有机结合产生的废水处理新工艺, 具有适用范围广、综合运行成本低、系统性能稳定、占地面积小等优良性能[1]。十分适合于用于开发设计便捷式生活污水处理装置。

2 MBR技术

2.1 膜分离技术[1,2]

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十分广泛, 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, 它们的分离范围如图1示。

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。微滤和超滤属于筛分机理, 主要用于处理有机污染物的膜生物反应器及废水的预处理等, 反渗透是将溶液中溶剂 (如水) , 在压力作用下透过一种对溶剂 (如水) 有选择透过性的半透膜进入膜的低压侧, 而溶液中的其它成份 (如盐) 被阻留在膜的高压侧从而得到浓缩。即利用反渗透膜截留金属离子和有机添加剂, 而让水分子透过膜, 从而达到分离浓缩目的。

2.2 MBR工艺

2.2.1 MBR工艺简介

MBR利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物截留住, 提高了固液分离效率, 同时增加曝气, 使活性污泥浓度和活性大幅度提高, 处理效果变好。同时, 同传统工艺比较省掉二沉池。传统污水生化处理工艺如图2, MBR生物反应器处理工艺如图3。

2.2.2 MBR所用膜分类

MBR一般采用的膜组件有平板式和中空纤维式两种。由于平板膜同中空纤维膜相比具有 (1) 抗污染性能好、 (2) 良好的机械稳定性、无断丝现象、 (3) 清洗方法便捷、清洗周期更长、 (4) 寿命长、 (5) 膜片更换简洁等几方面优势性能, 因此在实际设计应用中, 平板膜得到越来越多的应用, 结构图如图4[3,4,5]。

3 MBR生物反应器设计

由于世界各地的水质特性不同, 但营地生活人员大部分为中方人员, 因此设计进水水质参照国内中等生活污水水质情况考虑。

设计100人营地生活污水处理装置, 按照每人每天生活污水产生量为0.25m3/d-0.35m3/d量计算, 则污水处理装置的设计流量按最大35m3/日设计。

所采用板膜基本参数见表1, 膜组件参数见表2。

3.1 膜张数n

n—膜支架总张数

Qd—设计综合生活污水量 (m3/d)

t—每天运行时间 (h)

η—膜通量 (m3/m2·d)

S—膜支架有效面积, 所采用膜之间有效面积0.8 m2/张

膜组件的选型:选型原则 (1) 每单元应选用同类型; (2) 双排布置时, 选择双数组件对称布置;单排布置时, 单排膜组件不超过10组。

3.2 MBR反应池容积设计

按膜组件计算MBR池容积, 膜组件的平面布置如图5:

V-膜池容积 (m3)

C-膜池长度C= (1000~1300) n+300 (本设计中选择1000mm)

B-膜池宽度 (mm)

H-膜池高度 (mm) , 布置设计如图6。

按BOD计算MBR池容积:

Qd—设计综合生活污水量 (m3/d)

S0—生物反应池进水五日生化需氧量, 本设计中常规污水为200mg/L;

NV—BOD5容积负荷, 当用于处理生活污水时, 其取值为1.0-1.5kg BOD/ (m3d)

取公式 (2) 、 (3) 中较大者。

(膜组件间隔1000mm, 膜组件中心与池壁距离650mm)

3.3 鼓风量设计

(1) 膜装置洗净所需空气量:

G-鼓风量

N-膜组

n0-膜组件支架张数

q-每张膜支架洗净所需空气量10~15 L/min, 设计参数为12L/min

(2) 生物处理所需空气量:

a-常数, 取0.5

Qd-设计综合生活污水量 (m3/d) ;

S0-生物反应池进水五日生化需氧量 (mg/L) ;

Se-生物反应池出水五日生化需氧量 (mg/L) ;

b-常数, 取0.12

V-膜生物反应器有效容积 (m3) ;

X-生物反应池内污泥平均浓度

f-悬浮固体的污泥转换率, 由实际运行测试状况, 取0.8

3.4 设计结果

3.4.1 膜张数

通过公式 (1) 确定膜总张数为n≈109。

膜组件选型ES75 n0=75。

2组膜装置为一个系列。

3.4.2 反应池容积

通过公式 (2) 按膜组件安装尺寸:

由表2得B=1800mm;

依据图5得H=膜框架+散气框架+500mm=2500mm;为避免水溢出, 反应池高度应略高于2500mm, 取2800mm。得膜生物反应器有效容积V=CBH×10-9=11.59m3≈12 m3

通过公式 (3) 按BOD容积负荷:

由于依据BOD容积负荷算出的池有效容积小于膜平面布置所得的池容积, 故MBR池容积按组件安装尺寸确定其容积为12m3。

其平面布置图:

3.4.3 设备鼓风量设计

(1) 膜洗净所需空气量, 由公式 (4) 得:

(2) 生化处理所需空气量, 由公式 (5) 得:

由于膜洗净所需空气量大于生化处理所需空气量, 鼓风机的选择应以膜洗净所需空气量为依据, 考虑到余量可选送风量为2 m3/min鼓风机或总风量相同的数台风机并联运行。

5 结语

随着中国油气企业海外项目的不断推进, 采用基于MBR工艺建造的生活污水处理装置用于远郊营地生活污水处理将会成为一种必然的趋势。本文通过相关分析及计算, 确定100人营地生活污水处理装置的基本设计参数:MBR生化反应池容积12m3、鼓风机送风量为2 m3/min。通过相关参数的确定即可进行相关的建造。通过该设备的设计、建造、使用, 不断服务于中国油气企业海外项目, 为中国油气企业海外项目实施中的环保保驾护航。

参考文献

[1]吕炳南, 陈志强污水生物处理新技术[C]哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社, 2004:105-126.

[2]张颖, 任南琪, 田文军, 等膜生物反应器中膜组件结构形式的优化设计初探[J]哈尔滨建筑大学学报, 2001, (5) :72-75.

[3]杨健、章非娟、余志荣有机工业废水处理技术与理论[C]北京:化学工业出版社155-162.

[4]邹家庆工业废水处理技术[C]北京:化学工业出版社2003:208-224.

[4]Masaru Uehara.Membrance Bio-reactor for Wastewater Treatment[A].China-Japan International Symposiun on Membrance Hybrid System Applied to Water Treatment Proceedings[C].Tianjin, 1999.48-61.

MBR技术 篇6

关键词：膜生物反应器,高氨生活污水,MBR反应器

MBR技术以其处理效果好、耐冲击负荷高、占地面积小和便于自控的优点, 在处理生活污水上有着广阔的发展前景[1,2]。一般科研和文献中涉及到的MBR处理生活污水的应用中原水氨氮偏低 (<40 mg/L) [3], 而在学校学生宿舍楼、高速公路服务区以及很多农村地区, 因为某些原因, 生活污水里氨氮含量过高[4], 导致C/N比严重偏小, 严重制约了硝化反硝化作用的进行, 处理难度偏大, 针对这些情况, 文中设计一种连续式MBR反应器来处理学生宿舍生活污水, 取得了较好效果。

1 试验方法

1.1 试验装置 (见图1)

实验装置所用的膜生物反应器总体积为1.2 m3, 其工作容积为0.7 m3, 反应器内部膜组件采用中空纤维超滤膜, 采用PVDF材质。

原水进入到调节水箱, 然后用泵提升到高位水箱, 再流入中间水箱, 中间水箱与反应器底部相连通, 最后出水由计量泵抽出排放, 计量泵由继电器控制, 工作方式为工作10 min, 停2 min。

在膜反应器底部设置8根曝气条提供反应所需的气量, 反应器内配置加热棒保持反应器内温度恒定为24 ℃左右。pH值通过投加1 mol/L的NaOH溶液控制在7.0～7.5范围内。

1.2 分析方法 (见表1)

1.3 用水水质

试验用水水质分析结果见表2。

1.4 接种污泥

接种污泥取自污水处理厂 (其处理工艺为A2—O法) , 将在二沉池回流的活性污泥投入SBR中, 在16号楼生活废水中DO=2.0 mg/L以上条件下曝气驯化两个半月左右后达到稳定。

2 结果与讨论

2.1 MBR去除COD效果 (见图2)

由图2可以看出, 在一个多月的运行周期内, 在进水负荷偏高 (300 mg/L～600 mg/L) , 水质不稳定的前提下, MBR去除COD取得了非常好的效果, 去除率稳定在95%以上, 反应器出水水质稳定, COD基本上可以达到一级排放标准 (<30) , 这主要是因为MBR特有膜组件的截留吸附作用, 一方面使得MBR无需排泥, 新增的活性污泥被截留在反应器内, 造成污泥浓度持续增高, 保证了有足够的微生物可以用来吸附降解COD;另一方面超滤膜组件的物理截留吸附作用使得出水COD进一步降低, 从上清液和出水COD对比来看, 二者差距十分明显, 通常情况下差值在30左右, 这充分说明了膜组件对COD的截留和吸附作用。

2.2 DO对MBR去除NH+4-N效果的影响 (见图3)

维持反应器污泥浓度为5 000 mg/L～6 000 mg/L, pH为7.5～8.0, 通过改变反应器内DO, 研究MBR对氨氮的去除效果。方法为先使反应器DO维持在一个高浓度范围 (>1.5) , 然后逐渐降低至0.5以下, 在逐渐提升 (>1.0) 。

由图3可以看出, 当DO<1.0尤其是小于0.7时, 出水氨氮值较高, 基本不达标, 去除率仅为70%～80%;而当DO>1.0时, 去除效果非常明显, 出水氨氮值全部小于15 mg/L, 达到一级排放标准, 甚至更低, 但是再进一步提升DO (>2.0) 后, 没有获得更好的去除效果, 去除率基本维持在93%以上。

这主要是因为DO值的高低直接影响到反应器内好氧硝化菌的活性, 进而影响到硝化作用的进行和效果, 当DO<1.0时, 硝化菌受抑制, 硝化反应进行得不彻底甚至无法正常进行, 导致出水不达标;而当DO>1.0时, 硝化菌恢复活性, 硝化反应得以正常进行, 氨氮基本上被全部去除, 去除率在95%以上, 进一步升高DO (>2.0) , 于硝化菌而言活性不会进一步提升, 故而氨氮去除率无法进一步提高。

2.3 MBR在线清洗频率和必要性的探讨

本实验由计量泵控制出水, 出水管线设真空压力表, 通过读数来检测膜组件工作压力的变化, 膜组件工作压力最高为-0.04 MPa, 达到此数后必须进行膜组件的清理, 从2006年12月开始运行以来, 膜组件压力基本维持在-0.02 MPa左右, 说明膜组件一直在正常运行。到目前为止, 尚未进行过膜组件的清洗。

3 结语

1) 当系统污泥浓度大于5 000 mg/L时, MBR去除COD效果理想, 去除效果大于95%, 出水COD完全可以达到一级排放标准 (<30 mg/L) 。

2) MBR当DO<1.0时, 去除氨氮效果不理想, 很难达到一级排放标准 (<15 mg/L) , 去除率仅为70%～80%, 而当DO>1.0时, 氨氮去除率大于93%, 全部达到一级排放标准, 进一步DO值对去除氨氮无明显效果。

3) 在本试验设定的工艺参数, 运行模式下, 膜组件的在线清洗频率极低, 没有每天在线清洗的必要性。

参考文献

[1]樊耀波, 王菊思.水与废水处理中的膜生物反应器技术[J].环境科学, 1995, 16 (5) :79-81.

[2]彭跃莲.超滤膜在染料废水处理及聚合氯化氯制备中的应用[D].北京:中科院生态中心博士论文, 1999.

[3]岑运华.日本水综合再生利用系统90计划的进展概要[J].环境科学研究, 1990, 3 (2) :50.

MBR技术 篇7

1.1 膜分离技术及应用

膜生物反应器 (简称MBR) 是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术。MBR利用反应器的好氧微生物降解污水中的有机污染物, 同时利用反应器内的硝化细菌转化污水中的氨氮, 达到进一步脱氮的目的, 最后, 通过中空纤维膜进行高效的固液分离出水[1]。

1.2 实验工艺流程简介

本实验在日处理量为5万吨的传统UNITANK活性污泥法的处理工艺基础上在出水末端添加了MBR膜生物反应器单元, 旨在提高对城市工业难生物降解污水的脱氮能力, 使其能稳定达标排放。工艺单元流程参见图1。

2 膜生物反应器去除氨氮总氮实验

2.1 实验用水及试验方法

本实验主要是针对难降解的工业污水的处理。实验所用废水取自某制药企业, 为典型的难生物处理工业污水, 总氮含量在36.2mg/L~47.3mg/L之间, 氨氮含量在29.9mg/L~36.2mg/L之间, BOD/COD<0.3, 可生化降解性较差。总氮、氨氮含量较高, 且属于氨氮含量比重较高的污水。

实验依据MBR膜生物反应器去除氨氮总氮的原理, 控制好膜生物反应器运行条件, 主要包括系统中的溶解氧 (DO值) 、污泥浓度、水力停留时间HRT等参数。依照国家环保局编写的《水和废水分析检测方法》第四版[2], 分别测定十天连续进水情况下出水一、出水二以及总出水的总氮、氨氮以及硝态氮的含量, 绘制其随时间的变化曲线, 计算出系统对氨氮和总氮的去除效率, 分析影响MBR膜生物反应器脱氮效果的因素。

2.2 MBR膜生物反应器对总氮、氨氮的去除效果

2.2.1 十天的连续进水测定的实验数据

2.2.2 实验数据分析

由以上数据分析可知, 进水总氮、氨氮较为平稳, 波动幅度不大, 进水总氮主要以氨氮、有机氮形式存在, 硝态氮含量不高, 分析各阶段出水的硝态氮含量也较为接近, 说明硝态氮在出水中所占比重基本相当。因此在好氧生物处理阶段氨氮的转化能力成为出水总氮高低的重要指标, 同时必须要控制氨氮含量, 以免造成下游水体的富营养化。出水一的总氮与氨氮都不能稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002中的一级A标准, 说明单纯的UNITANK好氧活性污泥法对于处理难生物降解的工业废水其脱氮能力有限, 出水二经过MBR膜生物反应器单元处理, 总氮与氨氮含量均显著下降, 能够稳定达到一级A标准, 处理效果明显。总出水各项指标介于二者之间, 基本能保证达到一级A的排放标准, 进一步验证了MBR膜生物反应器对于难生物降解的工业废水其良好的脱氮能力。

图2-1和图2-2分别是反应进水与总出水的总氮、氨氮的去除效果图。图2-1中在进水波动变化不大、稳定运行时TN去除率变化较稳定, 平均去除率为67.5%。MBR膜生物反应器较高的曝气量有效的增加了DO的浓度, 防止硝化反应的抑制, 同时还能有效的减缓膜通量的衰减, 延长膜丝寿命。然而较高的溶解氧使反应器不能提供良好的缺氧环境, 较强的曝气使运行后期纤维丝表面的污泥脱落, 膜丝上的污泥堆积亦不严重, 造成在污水透膜时的反硝化作用减弱, 因此膜本身对TN的去除作用不大。

从图2-2中可以看出, 系统对NH3-N的去除效果较好, 出水氨氮在2.50mg/L~4.52mg/L之间, 平均去除率为90.8%。生物除氮作用主要体现在两方面, 一是通过细胞合成, 转化为微生物的组成部分;二是通过硝化反应转化为N02-、N03-, 再经反硝化作用转化为N2。第二方面为主要作用, MBR膜生物反应器的出水氨氮含量较低, 其转化率较高, 说明膜生物反应器有很强的硝化能力。同时膜的截流作用避免了硝化细菌的流失, 使硝化细菌得以繁殖生长且不断积累, 进一步增强了系统的生物脱氮能力。

3 结论

MBR膜生物反应器处理技术将膜的高效分离作用与生物降解作用有机地结合在一起, 具有流程简单, 能耗低, 占地节省, 出水水质优良, 剩余污泥量少等特点, 是目前研究的热点内容之一[3]。

本实验通过对UNITANK好氧活性污泥工艺的改造, 在工艺末端增加MBR膜生物反应器单元, 通过对不同单元出水的总氮、氨氮等项目的测定, 对MBR膜生物反应器的运行效果进行了实验研究和理论分析, 可以得出以下结论:MBR处理系统对生化性较差的工业污水具有较高的脱氮效率。在本实验条件下运行时, TN的平均去除率为67.5%, NH3-N可达90%以上。在进水波动幅度较平稳的情况下, 能保证出水的稳定达标排放。

摘要：膜生物反应器是生物处理技术与膜技术的有机结合, 具有对污染物的高效去除、较少的剩余污泥产量和优质稳定的出水水质等优点, 成为一种新型的污水处理应用技术。本实验通过对城镇污水处理厂UNITANK活性污泥法工艺的处理出水与改造后添加的MBR膜生物反应器后的出水分别进行总氮、氨氮以及硝酸盐氮等项目的测定, 同时以二者合流作为最终的总出水, 测定相同项目, 对MBR膜生物反应器的功效进行数据分析。实验结果表明:总出水的总氮及氨氮均能稳定的达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002中的一级A标准, 膜生物反应器可以有效去除城市难生物降解工业污水中的氨氮及总氮。

关键词：膜技术,MBR膜生物反应器,总氮氨氮去除率

参考文献

[1]张军.复合式膜生物反应器污水回用技术研究与效益分析.哈尔滨工业大学, 2000:38-40.

[2]国家环保总局《水和废水监测分析方法》编委会.水和废水监测分析方法 (第四版增补版) [M].北京:中国环境科学出版社, 2006.

分置式MBR工艺研究 篇8

我国水资源相对匮乏, 人均可再生淡水资源仅为世界平均水平的1/3, 在所有国家中排名倒数第15位, 而人均消费量却占水资源总量的22%, 是世界平均水平的2.44倍, 即使如此, 由于我国长期的城镇化和工业化发展导致了各地水污染现状十分严峻。据一项对全国城镇有水质监测数据的2326个地表水水源地的评价结果显示, 约有55%的水源地水质达不到国家标准要求, 城镇地表水水源地水质合格率超过80%的省、市、自治区的只有3个, 分别为天津 (100%) 、西藏 (96%) 和海南 (86%) , 而上海市地表水水源地水质合格率最低, 为0。其中不合格水源地的超标项目主要是有机污染为主[1]。城市废水污染也制约了当地经济的发展, 给人们的生产生活带来较大影响, 加强城市污水治理工作刻不容缓。

2 分置式MBR工艺及其特点

2.1 分置式MBR工艺原理

膜生物反应器 (Membrance Bio-Reactor) 又称MBR, 是一种将膜分离技术与生物处理技术结合起来的一种新型水处理技术。根据膜组件与生物反应器的组合方式的不同, 可以将MBR细分为分置式MBR、一体式MBR和复合式MBR三种基本类型。

分置式MBR是指膜组件与生物反应器分开设置, 膜组件在生物反应器的外部, 生物反应器反应后的混合液进入膜组件分离, 分离后的清水流出, 污泥回流到反应器中继续参加反应[2] (见图1) 。

2.2 分置式MBR工艺优点

一体式中的膜组件主要是放置于反应器内部, 受到曝气、污泥等许多因素的影响常常会导致出水稳定性得不到保障, 而且对于操作条件要求较高, 管理起来也不是十分方便。与之相比的是通过循环泵来增强料液循环的错流运行的分置式MBR, 这种工艺具有运行稳定可靠、操作简便、易于管理, 而且由于膜组件与反应器是相对独立, 因此对于膜组件的安装、更换、增设以及清洗等等都较为简便。

2.3 分置式MBR工艺的不足

料液的循环流速很高, 因此, 动力消耗较大, 与传统污水处理工艺相比系统运行费用高, 但较一体式MBR运行费用有优势。此外, 由于循环泵产生的剪切力会造成微生物的活性受到损害, 对生物处理效果具有不利影响。

3 分置式MBR的实践应用

琚冉, 薛飞等[3]以一座日处理能力为150m3的校园住宿区污水小型污水处理工程为例, 原水水质CODcr为150-250mg/L, 氨氮为15-40 mg/L, 浊度20-60, 色度为70-120, p H为5.5-8.5, 溶解性固体为1000-3000mg/L;原水经处理后主要用于绿地浇灌及厕所回用水, 出水水质CODcr<40mg/L, 氨氮为<5mg/L, 浊度<5, 色度为<20, p H为6-7.5, 溶解性固体为<800mg/L, 膜组件有效容积为50m3, 该项工程的固定资产投资为59.42万元, 处理污水的成本为2.19元/m3, 略微要比传统的水处理工艺要贵一点, 水处理电耗为1.6w·h/m3, 高于传统水处理工艺的0.3-0.4 w·h/m3, 但是分置式MBR比一体式MBR在基建费用方面节省了14.05万元, 在运行成本方面, 分置式MBR单位水量动力费用节约0.211.6k W·h, 单位水量分置式成本为2.19元/m3, 较一体式的2.68元/m3便宜0.49元/m3, 具有一定的运行成本优势。

4 讨论

分置式MBR具有很好的推广价值, 但也需要进一步完善的地方:1) 膜制造成本较高, 质量还有待进一步提高, 以降低推广成本;2) 控制好适当的污泥浓度, 以降低分置式MBR的运行能耗;3) 由于分置式MBR对于动力要求较大, 这就需要在后期运行过程中加强新型耐污染膜材料的研究开发;4) 膜格栅是整个MBR工艺系统运行的瓶颈, 不管选用何种型式的膜格栅都应留有至少30%以上的备用量[4];5) 对分置式MBR提高料液流速, 以提高泥水混合液对膜表面的剪切力作用, 从而降低浓差极化和沉积层的形成, 提高水通量[5]。

5 结语

膜生物反应器的运行能耗费用与系统规模、工艺流程设计、选择膜形式、膜通量、污泥浓度等等均有关系, 因此要做好设备选型和优化流程设计工作[6]。与传统方法相比, 分置式MBR在污水处理稳定可靠性、操作管理以及膜管清洗等方面具有诸多优势, 有效克服了与污泥沉降性能有关的限制, 并很好的起到了取代二沉池的作用, 实现了污水澄清和除菌的理想效果, 具有很好的应用前景。

参考文献

[1]王研, 唐克旺, 徐志侠.等.全国城镇地表水饮用水水源地水质评价[J]水资源保护, 2009, 25 (2) :1-4.

[2]孙孝龙, 普红平.新型废水处理技术-膜分离生物反应器 (MBR) .[J]环境科学与技术, 2003, 26 (5) :49-51.

[3]琚冉、薛飞、赵玉华.分置式MBR设计与技术经济分析.[J]现代商贸工业, 2009 (1) :379-380.

[4]刘燕云.MBR处理工艺主要设备选型及常见问题探讨[J]给水排水, 2012, 38 (4) :91-96.

[5]谭译, 李勇, 黄勇.膜生物反应器的优缺点及改进思路[J]江苏环境科技, 2006, 19 (6) :49-53.

复合式MBR工艺比较研究 篇9

1 复合式MBR工艺系统构成

由于目前污水排放标准中普遍提高了对脱氮除磷的要求, 所以传统脱氮除磷工艺被应用到MBR工艺中。A2/O污水处理工艺是活性污泥法处理工艺, 在进行去除化学需氧量、生化需氧量、悬浮颗粒物的同时可生物脱氮除磷, 分成厌氧段、缺氧段、好氧段三个部分。其中, 在首段厌氧池, 原污水和同步二沉池流入的污泥经本池处理后释放磷, 溶解性有机物会被生物细胞吸收而使水中的BOD5浓度降低;在缺氧段, 通过反硝化菌把污水中的有机物作为碳源, 这样在回流混合液中带入的大量的NO3-N和NO2-N, 这些物质会被还原为N2释放出去, 因此, BOD5和NO3-N浓度都会出现较大幅度的降低。在好氧池中, 有机物会被微生物生化降解, 通过微生物的硝化作用, 硝化成硝酸盐。

生活污水经过A2/O的一级处理后进入膜反应器, 该工艺中设计了两点回流, 一点是由膜池的混合液回流至缺氧池实现反硝化脱氮, 另一点是由缺氧池的混合污泥回流至厌氧池实现厌氧释放磷。由A2/O与膜分离技术结合而成的具有同步脱氮除磷功能的复合式MBR工艺, 进一步拓展了膜生物反应器的实际应用范围, 膜反应器可分为分置式和浸入式两种, 浸没式是将膜组件浸没在膜反应池内, 目前污水处理厂通常采用浸入式膜反应器。

2 复合式MBR工艺中膜选择的技术要点

2.1 膜组件材质选取

从膜分离的角度来看, 膜生物反应器主要涉及微滤、超滤、及反渗透。目前膜主要以金属、陶瓷等材料为主, 它们化学性质稳定、水通量高、机械性能好、不易被污染, 但无机膜造价高。膜材料一般要求有较好的成膜性、化学稳定性、机械性能 (如:反渗透、超滤等等) , 同时应具有较高的水通量和较好的抗污染能力。总之, 不同的膜分离过程 (如:电渗析膜、渗透汽化、膜蒸馏、膜吸收) 对分离膜的要求也不尽相同, 选择合适的膜材料才是膜分离技术最先解决的。目前, 使用较多的膜材料为高聚物材料和无机材料。

2.2 膜的孔径选择

由于生物反应池中活性污泥是由聚集的微生物颗粒构成, 其中部分污染物被微生物粘附在微生物胶体表面, 形成较大的颗粒物, 这些粒子受污泥浓度、水温等因素影响具有一定的规律。考虑到污染物的存在选用膜孔径要大于0.1μm, 选用孔径介于0.1-0.4μm的微滤膜。

3 传统MBR膜生物反应器与改进型MBR膜生物反应器

分置式MBR和一体式MBR属于传统的MBR膜生物反应器, 随着人们研究的深入, 开始对传统的MBR膜生物反应器进行改进, 其中改进的主要方面是膜组件和生物反应器两部分。改进型的MBR是由导流板将整个反应区域划分成生物降解区和膜滤出水区两部分, 由于导流板的作用, 进入膜滤出水区的活性污泥浓度很低, 在提高生物降解区污泥浓度的同时, 大大减轻了膜污染, 可明显延长膜的清洗周期。研究表明, 相比单纯的活性污泥法MBR和生物膜MBR污水处理, 改进型的MBR膜生物反应器的性能更佳。原污水经毛发过滤器过滤后, 进入高位水箱, 再经流量计进入生物降解区, 有机物在这里被微生物分解, 混合液经导流板进入膜滤出水区, 在真空泵的抽吸作用下经膜过滤后进入出水槽, 浓缩液可经底部连通管返回生物降解区, 形成回流, 底部采用曝气器曝气。

3.1 改进型MBR在结构上的特点

3.1.1 改进型MBR膜组件与一体式MBR相比, 具有一个相对独立于生物反应器, 改进型膜组件放置在膜滤出水区。

3.1.2 改进型MBR膜组件与分置式MBR相比, 改进型MBR膜组件与MBR膜生物反应器之间不需要泵和管线相连。

3.1.3 改进型膜生物反应器由于加了导流板, 进入膜区的浓度显著降低。生物反应区既有固定生物膜的特点, 也有悬浮活性污泥法的优点。

3.2 改进型MBR膜生物反应器优点

3.2.1改进型MBR与一体式MBR相比, 大大减轻了膜污染, 与分置式MBR相比, 改进型MBR体积小, 结构紧凑, 无水循环, 耗能低。

3.2.2减轻膜污染, 改进型MBR与一体式MBR和分置式MBR相比, 由于导流板的设置, 使得SS浓度降低, 在污水处理时可以在相同能耗下减轻膜污染。

综上, 复合型MBR与传统生化水处理相比具有处理效率高、出水水质好、占地面积小、易管理等优点。然而改进型膜生物反应器虽然有着诸多优点, 但还需要在实践和理论中不断的研究, 今后还需要重点就膜通量、HRT、能耗、曝气量等方面加以探讨。

摘要：本文就复合式MBR工艺构成及技术要点进行分析, 并与其他几种MBR工艺进行比较。得出采用复合式MBR工艺处理城镇生活污水可以将传统污水处理工艺与膜处理工艺相结合, 具有出水水质好, 抗冲击性强, 占地少, 操作方便, 易于维护和实现自动控制控制, 污泥产量低等优势。

关键词：复合式MBR工艺,城镇生活污水,自动化控制

参考文献

[1]蒋岚岚, 胡邦等.城镇污水处理工艺MBR工艺生化系统设计关键技术.中国给水排水.2013 (29) .2

[2]蒋岚岚, 胡邦等.MBR工艺在太湖流域无数处理工程中的应用.给水排水.2012.7