中国给水排水 2018年中国污水处理厂提标改造高级研讨会(第二届)邀请函暨征稿启事
 
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膜生物反应器(MBR)是膜分离技术与生物技术有机结合的新型水处理技术,是目前最有前途的废水处理新技术之一,是公认的市政污水最终可行的中水回用技术,膜生物反应器是一种高效膜分离技术与活性污泥法相结合的新

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-03-13  浏览次数:145
核心提示:膜生物反应器(MBR)是膜分离技术与生物技术有机结合的新型水处理技术,是目前最有前途的废水处理新技术之一,是公认的市政污水最终可行的中水回用技术,膜生物反应器是一种高效膜分离技术与活性污泥法相结合的新型水处理技术
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中国给水排水 2018年中国污水处理厂提标改造高级研讨会(第二届)邀请函暨征稿启事
 MBR技术

技术介绍

膜生物反应器(MBR)是膜分离技术与生物技术有机结合的新型水处理技术,是目前最有前途的废水处理新技术之一,是公认的市政污水最终可行的中水回用技术,膜生物反应器是一种高效膜分离技术与活性污泥法相结合的新型水处理技术。它利用沉浸于好氧生物池内的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有效地截留住,通过负压分离出达到排放标准的清水。中空纤维膜的应用取代活性污泥法中的二沉池,进行固液分离,有效的达到了泥水分离的目的。充分利用膜的高效截留作用,能够有效地截留硝化菌,完全保留在生物反应器内,使硝化反应保证顺利进行,有效去除氨氮,避免污泥的流失,并且可以截留一时难于降解的大分子有机物,延长其在反应器的停留时间,使之得到最大限度的分解。

 

应用MBR技术后,主要污染物的去除率可达:COD≥93%、SS=100%。产水悬浮物和浊度几近于零,处理后的水质良好且稳定,可以直接回用,实现了污水资源化,在废水资源化及中水回用方面具有及其广阔的发展前景,已经受到了国内外的广泛关注。目前随着水资源短缺局势的日益严峻及膜生产技术的不断更新发展,MBR在水处理领域得到了逐渐广泛的应用,其数量日益增多,规模不断扩大。

膜生物反应器分类

(1)曝气膜-生物反应器  

曝气膜-生物反应器最早见于Cote.P 等1988年报道,采用透气性致密膜(如硅橡胶膜)或微孔膜(如疏水性聚合膜),以板式或中空纤维式组件,在保持气体分压低于泡点情况下,可实现向生物反应器的无泡曝气。该工艺的特点是提高了接触时间和传氧效率,有利于曝气工艺的控制,不受传统曝气中气泡大小和停留时间的因素的影响。

(2)萃取膜-生物反应器  

萃取膜-生物反应器又称为EMBR(Extractive Membrane Bioreactor)。因为高酸碱度或对生物有毒物质的存在,某些工业废水不宜采用与微生物直接接触的方法处理;当废水中含挥发性有毒物质时,若采用传统的好氧生物处理过程,污染物容易随曝气气流挥发,发生气提现象,不仅处理效果很不稳定,还会造成大气污染。为了解决这些技术难题,英国学者Livingston研究开发了EMB。废水与活性污泥被膜隔开来,废水在膜内流动,而含某种专性细菌的活性污泥在膜外流动,废水与微生物不直接接触,有机污染物可以选择性透过膜被另一侧的微生物降解。由于萃取膜两侧的生物反应器单元和废水循环单元是各自独立,各单元水流相互影响不大,生物反应器中营养物质和微生物生存条件不受废水水质的影响,使水处理效果稳定。系统的运行条件如HRT和SR 可分别控制在最优的范围,维持最大的污染物降解速率。

(3)固液分离型膜-生物反应器  

 

固液分离型膜-生物反应器是在水处理领域中研究得最为广泛深入的一类膜-生物反应器,是一种用膜分离过程取代传统活性污泥法中二次沉淀池的水处理技术。在传统的废水生物处理技术中,泥水分离是在二沉池中靠重力作用完成的,其分离效率依赖于活性污泥的沉降性能,沉降性越好,泥水分离效率越高。而污泥的沉降性取决于曝气池的运行状况,改善污泥沉降性必须严格控制曝气池的操作条件,这限制了该方法的适用范围。由于二沉池固液分离的要求,曝气池的污泥不能维持较高浓度,一般在 1.5~3.5g/L 左右,从而限制了生化反应速率。水力停留时间(HRT)与污泥龄(SRT)相互依赖,提高容积负荷与降低污泥负荷往往形成矛盾。系统在运行过程中还产生了大量的剩余污泥,其处置费用占污水处理厂运行费用的25%~40%。传统活性污泥处理系统还容易出现污泥膨胀现象,出水中含有悬浮固体,出水水质恶化。针对上述问题, MBR 将分离工程中的膜分离技术与传统废水生物处理技术有机结合,大大提高了固液分离效率,并且由于曝气池中活性污泥浓度的增大和污泥中特效菌 ( 特别是优势菌群 ) 的出现,提高了生化反应速率。同时,通过降低F/M比减少剩余污泥产生量(甚至为零),从而基本解决了传统活性污泥法存在的许多突出问题。

 

MBR技术特点:

(1)出水水质好,稳定性高:膜过滤出水使得膜生物反应器内获得比普通活性污泥法高得多的生物浓度,极大地提高了生物降解能力和抗负荷冲击能力。同时,污泥停留时间较长,这也为难降解有机物分解菌和硝化菌等增殖速度慢的微生物得以在反应器内繁殖富集,特别是对难降解有机物和氨氮的去除可以取得理想效果。另一方面,膜生物反应器膜分离对小于膜孔径有机大分子物质的截留作用,能够确保滤后出水在除菌、消除悬浮物和降低BOD方面很稳定。

(2)占地少:膜生物反应器可以维持较高的污泥浓度,通常MLSS为8~20g/L,是传统生物处理的2.5~5倍,同时系统省去了二沉池和污泥回流设备,因而占地面积省。

(3)膜生物反应器操作维护简单:膜分离单元工艺简单,出水和运行不受污泥泥膨胀等因素的影响,操作维护简单方便,且易于实现自动控制管理。

(4)膜生物反应器污泥处水费用低:系统污泥浓度高,泥龄长,这意味着排泥量少,产泥量仅占传统工艺的30%,这对后续的污泥处理极为有利。

(5) 对污染物的去除率高,抗污泥膨胀能力强,出水水质稳定可靠,出水中没有悬浮物;

(6)膜生物反应器实现了反应器污泥龄STR和水力停留时间HRT的分别控制,因而其设计和操作大大简化;

(7)膜的机械截留作用避免了微生物的流失,生物反应器内可保持高的污泥浓度,从而能提高体积负荷,降低污泥负荷,具有极强的抗冲击能力;

 

(8)曝气池的活性污泥不不会随出水流失,在运行过程中,活性污泥会因进入有机物浓度的变化而变化,并达到一种动态平衡,这使系统出水稳定并有耐冲击负荷的特点;

(9)膜生物反应器易于一体化,易于实现自动控制,操作管理方便;

 

(10)可作为RO、NF的前处理,可使RO、NF进水的SDI≦2,大大的延长了RO、NF膜元件的使用寿命,确保膜系统的长时间的稳定运行。传统的方法需要复杂的工艺处理才能达到RO、NF进水的要求,CMF只需一步过滤就可得到高品质的预处理水,直接作为RO、NF的进水,产水率95%以上。

 

MBR技术应用:

膜生物反应器广泛适用于生活、市政、石油、化工、印染、造纸污水的回用工程;生活小区、宾馆饭店、度假区、学校、写字楼等分散用户的日常生活污水处理、回用及啤酒、制革、食品、化工等行业的有机污水处理。膜生物反应器的产水常用于灌溉、洗涤、环卫、造景等非饮用功能。尤其适合于以下领域

 

(1)对排水标准有严格要求:应用MBR技术可以得到良好的水质

(2)污泥管理困难(担心有污泥流出):应用MBR技术可以回避污泥溢流的危险

(3)现有设备处理能力有限:应用MBR技术处理排水量增加,BOD增加的情况

(4)排水的回收再利用:MBR技术可以作为中水,或反渗透的前处理使用

 
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