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3膜生物反应器的比较
3.1系统组成
对内置式和外置式膜进行比较的前提是,生物池内混合液悬浮物浓度相同,因此在膜前端的生物池对二者而言是相同的,只是对膜本身及其相关的配套设施进行比较。
内置式系统由膜池、膜组件、抽吸泵、清洗鼓风机及配套清洗设施组成,清洗鼓风机与曝气鼓风机统一放置在鼓风机房内,抽吸泵可以放置在室外膜池旁,整个系统的控制要求较低、运行管理也较简单。
外置式系统由进水泵、膜组件、循环泵及配套清洗设施组成,膜组件和循环泵需设在室内,进水泵可以放置在室外生物池旁,整个系统控制要求高、运行管理复杂。
3.2占地面积
内置式膜系统需要建一座膜池,膜组件放在膜池内,但无需建膜处理间。而外置式膜系统无需建膜池,需建一座膜处理间,将膜组件放在室内,两个系统占地面积相差不大。
3.3工程投资
内置式和外置式膜的通量有较大的差别,内置式膜的通量为12.5~32.5L/(m2˙h),外置式膜的通量为60~80L/(m2˙h),因此在处理相同水量的前提下,内置式膜需要的面积要远大于外置式膜的面积。由于受使用条件的限制,中空纤维膜承受的压力较低,而且加工难度较小,导致其生产成本也较低。而管式膜需要承受较高的压力,加工难度大,其生产成本也相应较高。综合比较,在污水处理量相同的情况下,管式膜的综合造价要高于中空纤维膜。
以500m3/d处理规模为例,二者的投资比较如表1所示。
表1内置式和外置式膜投资比较
3.4使用效果
鉴于内置式膜系统低廉的运行成本,目前已经广泛应用于垃圾渗滤液处理领域,并取得良好的效果。
武汉市绿色环保能源有限公司垃圾焚烧厂垃圾渗滤液处理工程,处理规模为400m3/d,采用内置式MBR系统,于2010年6月建成投入运行至今,效果良好。
该厂原污水COD为50000mg/L左右,MBR膜进水COD为800mg/L左右,出水COD<600mg/L,产水稳定,SS<80mg/L,目前运行情况良好,没有出现断丝现象。处理出水水质达到《城市污水再生利用工业用水水质》(GB/T19923—2005)标准,回用于循环冷却水系统补充水,项目生产及生活废水不外排。
3.5运行成本
在管式超滤系统中,为保证活性污泥不在超滤膜管中沉积,必须保持最低4m/s的流速,这样会使超滤系统能耗过高。同时,由于膜的孔径较小(0.02μm),使净水透过膜必须使用较高的压力,这也是超滤耗电较高的一个原因。外置式MBR系统电耗组成见图3。
图3外置式MBR处理垃圾渗滤液系统电耗组成
从图3可以看出,除鼓风机外,超滤系统所占电耗高于其他机械设备,这也是导致垃圾渗滤液处理运行成本高的主要原因之一。
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