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MBR膜生物反应器在生活污水处理中的技术分析

北极星环保网来源:《中国科技博览》作者:石瑛2017/6/6 9:52:43我要投稿
所属行业: 水处理  关键词:膜生物反应器 污水处理 MBR

北极星环保网讯:摘要:近年来,生活用水量和工业用水量都在急速的增加。在城市生活污水的处理过程中,传统的污水处理工艺已不能满足当前的水处理要求。能源和资源回收在污水处理领域日益受到关注。将厌氧生物技术和膜技术耦合的AnMBR工艺必定有着非常广阔的研究前景。

关键词:膜生物反应器;污水处理;技术

1、MBR(膜生物反应器)发展历程

MBR(膜生物反应器)在我国污水处理领域的应用始于20世纪90年代初。20多年来,MBR技术在我国的应用主要经历5个阶段。

①1990~2000年:小试、中试以及示范工程。②2000~2003年:小规模实际应用(单个工程规模达百吨/日级)。2003~2006年:中等规模实际应用(单个工程规模达千吨/日级)。④2006~2010年:2006年我国第一座万吨/日级的MBR工程在北京密云县污水处理厂投入运行,开始了万吨/日级规模工程的推广应用。⑤2010年至今:应用规模不断扩大(总累计处理规模超过百万吨/日)。

2006年以来,我国大型MBR(万吨/日以上级)的增长情况良好。2010年后,大型MBR的数量和规模明显加快,大型MBR的总规模在2010年突破100万吨/日,2014年突破400万吨/日,2015年有望达到700万吨/日。MBR现主要用于市政污水、工业废水和受污染地表水的处理中。

2厌氧膜生物反应器的结构配置及优劣势

对于厌氧膜生物反应器的组成构件有很多,就是到现在为止我们研究相对较多的是平板膜组件和中空纤维膜组件,对于这两种不同组件每一种都有其各自的优缺点。但是在工业中污水的处理较多的使用中空纤维膜组件。

厌氧膜生物反应器技术在处理生活污水中有着很多的优点,当我们把这项技术运用在生活污水处理中的时候,它能很好的实现固液分离,从而达到很好的处理效果,使出水水质很好。当我们在使用一项新的技术时,我们经常做的事情就是与过去的技术相互比较,于是可以得到,厌氧膜生物反应器的突出优点有:

(1)当生活污水中有很多的固体废弃物的时候,使用厌氧膜生物反应器技术,可以很好的分离固体废弃物,对固体废弃物处理效果良好,而且很能很好的把固体和液体分离,达到我们满意的处理结果;

(2)在使用厌氧膜生物反应器的时候,这项技术比较容易让人上手,关键是操作起来没有那么困难,另外还能很好的控制水力停留时间;

(3)在整个操作过程当中,还有利于保护微生物,使微生物不会那么容易流失,而且还能控制污泥浓度;

(4)由于厌氧膜生物反应器中,运用到了生物技术,所以在使用这项技术的时候,可以使某些细菌得到增殖,从而能够更好的使污水达到理想的处理效果,这不仅提高了一些细菌的数量,还使得更多的有机物得到了充分的分解;

(5)在使用厌氧膜生物反应器的时候,会使最终处理的废水中污泥的含量低于预想的结果,大大降低了污泥处理的费用;

(6)使用平板膜的过程中,会产生一定的作用力,而这项作用力可以使污泥絮体的体积有一定的减小,由于该平板膜的快速运动,使污泥的传氧速度大大提高。

3厌氧膜生物反应器工艺研究

3.1AnMBR典型工艺

前面总结了典型的厌氧膜生物反应器的工艺及其处理的废水类型。AnMBR是由厌氧反应器和膜分离耦合而成,常用的厌氧反应器有4大类:完全混合厌氧反应器(CSTR)、厌氧流化床(AFBR)、升流式厌氧污泥床(UASB)以及厌氧污泥膨胀床反应器(EGSB)。

CSTR—MBR设备操作简单,成本较低,应用广泛,但出水水质较差,易造成严重的膜污染。相比,CSTR—MBR、UASB—MBR具有污泥颗粒较大,膜污染程度低的特点,在高浓度有机工业废水处理的应用中具有很大的潜力。EGSB—MBR和AFBR—MBR由于添加了载体,悬浮污泥浓度较低,上清液中溶解性微生物产物(SMP)明显少于CSTR—MBR,膜污染程度较低。

但由于载体膨胀所需能耗较大,在反应器的设计时载体的种类、颗粒大小的选择等对膜污染和运行成本有较大的影响。AnMBR工艺主要采用微滤和超滤膜,以中空纤维膜为主,平板膜和管式膜也有少量应用。根据膜组件的设置位置,AnMBR分为外置式和浸没式,由于浸没式占地小、能耗低,多数研究集中于浸没式AnMBR,但外置式具有膜组件易清洗和拆卸的特点,常用于膜污染较严重的污水处理工艺。膜材料主要为有机聚合物,包括聚偏氟乙烯(PVDF),聚醚砜(PES)和聚乙烯(PE)。

此外,动态膜利用膜表面污染物形成的泥饼层作为分离层,一定程度上使膜污染在MBR工艺中由缺陷转变为优势,且具有易清洗、运行成本低等优点,在AnMBR工艺中具有潜在、良好的应用前景将动态微网膜材料应用于AnMBR处理城市污水以及高浓度垃圾渗滤液,均得到了较好的处理效果。

延伸阅读:

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