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MBR膜的详细工艺介绍
来源: | 作者:200985930380911 | 发布时间: 187天前 | 883 次浏览 | 分享到:
工艺表现的是“办理、回用”的节水理念。MBR膜生物反响器(MeMBR膜ane Bioreactor)工艺是传统的生物处理工艺和膜别离技能相结合发展起来的。MBR膜工艺由生物处理和膜处理两部分组成。生物处理部分包含缺氧池、好氧池;膜处理部分包含膜池。MBR膜别离技能选用超滤法,取代传统生物处理沉淀池,固液别离作用好,为处理回用水质问题供给了可靠确保。

    工艺原理
    生物处理部分的原理。生物处理部分选用缺氧池、好氧池来处理日子污水中氮污染物。日子污水中氮首要以有机氮、氨氮、亚 盐氮和 盐氮的形态存在。其中有机氮占40%——55%,氨氮占40%——55%,亚 盐氮和 盐氮仅占0——5%。废水生物脱氮是在缺氧池和洽氧池中,将有机氮转化为氨氮,通过硝化菌作用,将氨氮转化为亚硝态氮、硝态氮,再通过反硝化菌作用将硝态氮转化为氮气,然后到达从废水中脱氮的意图。


    膜处理部分的原理。膜处理部分选用膜池,针对传统日子污水生物处理办法难以降解的高分子物质、胶体、蛋白质、微粒等的状况,将污水经再加压后,通过超滤膜的极小孔径进行超过滤。使用高分子材料超滤膜的渗滤挑选性,能够截留化学弄清或生物化学处理过程中未能沉降的悬浮颗粒和微絮凝体,一切悬浮物、磷、重金属、细菌、病毒、和其他物质都被超滤膜别离。然后使处理后的水质到达回用目标。


    工艺的分类
    膜生物反响器首要是由膜组件和生物反响器的两个部分的组成。依据膜组件与生物反响器的组合办法可将膜生物反响器分为以下三种类型:分置式膜生物反响器、一体式膜生物反响器和复合式膜生物反响器。


    分置式膜生物反响器
    分置式膜生物反响器是指膜组件与生物反响器分隔设置,相对独立,膜组件与生物反响器通过泵与管路相连接。分置式膜生物反响器的工艺流程如图1所示。


    该工艺膜组件和生物反响器各自分隔,独立运转,因此彼此搅扰较小,易于调节操控,并且,膜组件置于生物反响器之外,更易于清洗替换。但其动力耗费较大,加压泵供给较高的压力,构成膜表面高速错流,推迟膜污染,这是其动力费用大的原因,每吨出水的能耗为2——10kWh,约是传统活性污泥法能耗的10——20倍,因此能耗较低的一体式膜生物反响器的研讨逐渐得到了人们的注重。


    一体式膜生物反响器
    一体式膜生物反响器起源于日本,首要用于处理日子污水,近几年,一些欧洲国家也热衷于研讨和使用。一体式膜生物反响器是将膜组件直接放置在生物反响器中,有时又称为淹没式膜生物反响器(SMBR膜),依托重力或水泵抽吸发生的负压或真空泵作为出水动力。一体式膜生物反响器工艺流程如图2所示。该工艺因为膜组件置于生物反响器之中,削减了处理体系的占地上积,并且该工艺用抽吸泵或真空泵抽吸出水,动力耗费费用远远低于分置式膜生物反响器,每吨出水的动力耗费约是分置式的1/10。假如选用重力出水,则可彻底节约这部分费用。但因为膜组件浸没在生物反响器的混合液中,污染较快,并且清洗起来较为麻烦,需求将膜组件从反响器中取出。


    、复合式膜生物反响器
    复合式膜生物反响器也是将膜组件置于生物反响器之中,通过重力或负压出水,但生物反响器的型式不同#复合式MBR膜,是在生物反响器中设备填料,构成复合式处理体系,其工艺流程如图3所示。


    在复合式膜生物反响器中设备填料的意图有两个:一是进步处理体系的抗冲击负荷,确保体系的处理作用;二是下降反响器中悬浮性活性污泥浓度,减小膜污染的程度,确保较高的膜通量。


    复合式膜生物反响器中,因为填料上附着成长着大量微生物,能够确保体系具有较高的处理作用并有抵抗冲击负荷的能力,一起又不会使反响器内悬浮污泥浓度过高,影响膜通量。

    工艺流程

     废水通过两道机械格栅,去除大块悬浮物,进入缺氧池和洽氧池中进行硝化反硝化反响脱氮,再进入膜池进行固液别离。膜池出水由抽吸泵抽入回用水池。膜池内污泥由污泥泵提升部分回流至缺氧池,剩下污泥进入污泥脱水机进行脱水。在膜池内,为了削减膜污染,选用鼓风机进行搅搅拌清洗。


    工艺优缺点剖析

    不发生污泥胀大。

    因为MBR膜工艺中BOD污泥负荷低,污泥处于高内源呼吸相,细菌内源代谢后只留下慵懒的残留物,产泥量很少。MBR膜反响器的污泥产率低于传统活性污泥法。传统活性污泥法的污泥产率为0.5——1.0KgMLSS/KgBOD,MBR膜工艺的污泥产率仅为0.1——0.3KgMLSS/KgBOD。BOD污泥负荷低,泥龄长,按捺丝状菌的增值,处理了传统活性污泥法的污泥胀大问题(Adham&Gagliardo,1998)。

    生物降解功率高。

    超滤膜对污水中有机物的截留,增加了生物反响池的降解功率。首要原因有三:其一,保持了较高的污泥浓度;其二,有机污染物的氧化降解过程是一放热反响,因为污泥浓度较高,生物反响池更简略保持在较高的温度下运转,确保了细菌较高的生物活性;其三,有机物的降解需求微生物在反响池的停留时刻大于降解该有机物的最小污泥停留时刻。膜生物反响器工艺因为微生物泥龄较长,一些传统工艺难降解的有机物都会为膜生物反响器降解。因此MBR膜工艺的有机物降解功率要比传统办法高10——15倍(Buisson等,1998)。出水水质能够到达BOD:5mg/L、 NH4+-N:5mg/L、SS:5mg/L。

    因为膜价格和膜替换费用高昂,MBR膜工艺的使用规模曾受到约束。

    近十多年来膜技能发展迅速,膜替换费用现已从悉数费用中所占的份额约54%下降到缺少9%(Churchouse&Wildgoose,2004)。跟着膜技能的不断改造、膜寿数的不断延伸,膜水通量的逐渐进步和运转过程中膜污染的逐渐削减(包含膜污染引起的膜替换),以及采纳必要的措施,比如在膜池内超滤膜的下方以必定强度的空气不断对膜进行冲刷抖动,既起到为生物氧化供氧的作用,又避免活性污泥附着在膜的表面构成膜污染。MBR膜工艺的优势在日子污水处理与回用中逐渐显现出来。


    工艺的特色


    对污染物的去除功率高


    对悬浮固体(SS)浓度和浊度有着十分杰出的去除作用。因为膜组件的膜孔径十分小,可将生物反响器内悉数的悬浮物和污泥都截留下来,其固液别离作用要远远好于二沉池,MBR膜对SS的去除率在99%以上,乃至到达100%;浊度的去除率也在90%以上,出水浊度与自来水附近。


    因为膜组件的高效截留作用,将悉数的活性污泥都截留在反响器内,使得反响器内的污泥浓度可到达较高水平,最高可达40——50g/L。这样,就大大下降了生物反响器内的污泥负荷,进步了MBR膜对有机物的去除功率,对日子污水COD的均匀去除率在94%以上,BOD的均匀去除率在96%以上。


    一起,因为膜组件的别离作用,使得生物反响器中的水力停留时刻(HRT)和污泥停留时刻(SRT)是彻底分隔的,这样就能够使成长缓慢、代代时刻较长的微生物(如硝化细菌)也能在反响器中生存下来,确保了MBR膜除具有高效降解有机物的作用外,还具有杰出的硝化作用。研讨标明,MBR膜在处理日子污水时,对氨氮的去除率均匀在98%以上,出水氨氮浓度低于1mg/L。


    此外,挑选适宜孔径的膜组件后,MBR膜对细菌和病毒也有着较好的去除作用,这样就能够省去传统处理工艺中的消毒工艺,大大简化了工艺流程。


    另外,在DO浓度较低时,在菌胶团内部存在缺氧或厌氧区,为反硝化发明了条件。仅选用好氧MBR膜工艺,尽管对TP的去除功率不高,但假如将其与厌氧进行组合,则可大大进步TP的去除率。研讨标明,选用A/O复合式MBR膜工艺,对TP的去除率可达70%以上。


    具有较大的灵敏性和实用性


    在城市污水或工业废水处理中,传统的处理工艺(格栅+沉砂池+初沉池+曝气池+二沉池+消毒池)流程较长,占地上积大,而出水水质又不能确保。而MBR膜工艺(筛网过滤+MBR膜)则因流程短、占地上积小、处理水量灵敏等特色,而呈现出显着优势。MBR膜的出水量依据实际状况,只需增减膜组件的片数就可完成产水量调整,十分简略、便利。


    关于传统的活性污泥法工艺中呈现的污泥胀大现象,MBR膜因为不必二沉池进行固液别离,能够轻松处理。这样,就大大减轻了办理操作的杂乱程度,使优质、安稳的出水成为可能。


    一起,MBR膜工艺十分易于完成自动操控,进步了污水处理的自动化水平。


    处理了剩下污泥处置难的问题


    剩下污泥的处置问题,是污水处理厂运转好坏的关键问题之一。MBR膜工艺中,污泥负荷十分低,反响器内营养物质相对缺少,微生物处在内源呼吸区,污泥产率低,因此使得剩下污泥的发生量很少,SRT得到延伸,扫除的剩下污泥浓度大,可不必进行污泥浓缩,而直接进行脱水,这就大大节约了污泥处理的费用。有研讨得出,在处理日子污水时,MBR膜最佳的排泥时刻在35d左右。


    由上述可知,MBR膜工艺所具有的优越性,是现在其他处理工艺无法比拟的。该工艺在城市污水或日子污水处理、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宽广的使用远景。


    工艺与许多传统的生物水处理工艺比较具有的特色、出水水质优质安稳因为膜的高效别离作用,别离作用远好于传统沉淀池,处理出水极端明澈, 悬浮物和浊度接近于零,细菌和病毒被大幅去除 ,出水水质优于建设部颁布的日子杂用水水质标准( CJ25.1-89 ),能够直接作为非饮用市政杂用水进行回用。一起,膜别离也使 微生物被彻底被截流在生物反响器内, 使得体系内能够保持较高的微生物浓度,不光 进步了反响设备对污染物的全体去除功率,确保了杰出的出水水质,一起反响器 对进水负荷(水质及水量)的各种变化具有很好的适应性,耐冲击负荷,能够安稳获得优质的出水水质。


    剩下污泥产值少


    该工艺能够在高容积负荷、低污泥负荷下运转,剩下污泥产值低(理论上能够完成零污泥排放),下降了污泥处理费用。


    占地上积小,不受设置场合约束


    生物反响器内能保持高浓度的微生物量,处理设备容积负荷高,占地上积大大节约; 该工艺流程简略、结构紧凑、占地上积省,不受设置场所约束,适合于任何场合,可做成地上式、半地下式和地下式。


    可去除氨氮及难降解有机物


    因为微生物被彻底截流在生物反响器内,然后有利于增殖缓慢的微生物如硝化细菌的截留成长,体系硝化功率得以进步。一起,可增加一些难降解的有机物在体系中的水力停留时刻,有利于难降解有机物降解功率的进步。


    操作办理便利,易于完成自动操控


    该工艺完成了水力停留时刻( HRT )与污泥停留时刻( SRT )的彻底别离,运转操控愈加灵敏安稳,是污水处理中简略完成配备化的新技能,可完成微机自动操控,然后使操作办理更为便利。


    易于从传统工艺进行改造


    该工艺能够作为传统污水处理工艺的深度处理单元,在城市二级污水处理厂出水深度处理(然后完成城市污水的大量回用)等范畴有着宽广的使用远景。


    结语:MBR膜工艺流程简略;出水水质好,满意回用要求,合格安稳,泥龄操控简略,比照成长速率小、对代代周期长的硝化细菌特别有利;污泥产值低,脱水后外运处理量少;总投资根本适当状况下占地上积较省,运转成本较低。因为MBR膜工艺的显着长处,MBR膜工艺在日子污水处理及回用上有着宽广的使用远景,建议全社会广泛选用MBR膜工艺法来代替传统日子污水处理办法,以到达污水处理后回用的意图。