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2.一体化兼氧MBR系统设计
膜生物反应器为传统活性污泥法与膜分离技术的结合。活性污泥中微生物对原水中有机物进行生物降解以达到去除有机物的目的。膜分离单元代替了传统工艺中的二沉池,可大大减小了占地面积。设备主体MBR膜,应具有适应低浓度污水的性能,其化学需氧量(COD)适应范围宜为100mg/L~500mg/L,总氮(TN)宜≤35mg/L;总磷(TP)宜≤10mg/L。且设备主题MBR膜系统内微生物,在贫营养条件下(BOD<15mg/L)应能够有不少于两周的存活期。一体化膜生物反应器为集约型一体化处理设备,包含进水区、处理区、出水区及设备放置区。
3.膜分离单元设计
3.1 膜组件选择
(1)膜材料
膜材料分为无机膜材料与有机膜材料两种。常见有机膜材料为PE、PS与PES等,而无机膜材料多为一些金属材料、金属氧化物以及陶瓷材料。从性能上讲,有机膜材料工艺趋于成熟,膜孔径和形式多样,造价低廉,但使用过程易受污染,使用寿命不长;无机膜材料具有良好的化学稳定性,能耗较低,但制造成本较高,实际制备工艺也较难。因此,本工程采用的膜材料为改性后的有机膜。
(2)膜形式
根据膜组件的不同,应用在浸入式MBR中的膜为以下两种:中空纤维膜与平板膜。中空纤维膜在国内的大型的市政工程中应用较多,具有装填密度高、体积小、工艺简单、价格低廉等优点,但是对于预处理的要求却很高,阻力损失较大,常见的中空纤维膜有帘式、束状、柱状3种;平板膜的实际应用较少,有污泥浓度高、抗污堵能力强等优点,但是也存在着装填密度低、投入资金量较大等缺点,主要分为板式和盘式两种构造形式。本工程应用的是浸入式MBR膜的中空纤维膜。
(3)膜孔径
根据膜孔径的不同,通常将MBR膜分为超滤膜和微滤膜两种形式。两者之间并没有严格地区分定义,在MBR技术当中,通常将0.1μm作为分界点,膜孔径在0.01μm~0.1μm之间的为超滤膜,膜孔径在0.1μm~0.4μm之间的称为微滤膜。两者的孔径虽然有所不同,但是过滤作用的是截留部分构成的动态膜,截留去除的贡献较大,从实际的工程应用情况来看,两者之间的工艺效果并没有太大的差别。
3.2 膜分离单元工艺参数
(1)膜通量
膜通量是指单位时间内透过单位膜面积的水量,是衡量膜分离性能的重要参数。在本单位的MBR中,膜通量一般为0.5m3/(m2˙d),最高能达到0.75 m3/(m2˙d)。在实际工作中,膜通量会随着使用时间的增长而减小,但经过特殊的清洗处理后还能恢复到初始状态。从数学的角度上讲,膜通量是一个变量。膜通量主要包括以下3种:设计平均、设计峰值与最大实际值。设计膜通量是规模处理下设计膜面积上的通量;设计峰值膜通量是水量峰值条件下设计膜面积上的通量;最大实际膜通量为MBR(膜生物反应器技术)下的总产水量。
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