MBR膜生物反應器工藝流程、原理解析

2019-11-12 09:12 admin
MBR膜生物反應器技術優勢

       膜生物反應器(MBR)是將膜技術與處理污水的生物反應器相結合,用于固體的分離與截留、用于在反應器中進行無泡曝氣和從工業污水中萃取優先污染物。它把膜分離工程與生物工程結合起來,用高效膜分離技術代替傳統生物處理中的二沉池,可排除單獨滅菌過程的必要性,具有污染物去除效率高、出水水質好、生物反應器內的微生物濃度高的優點。典型的組件排列是生物反應器加膜過濾組件,通過該系統循環活性污泥,滲透液可通過膜被抽出。此外,膜也可以放在生物反應器內,吹入反應器的空氣可減少膜污染。膜生物反應器作為一種新型的高效污水處理技術
由于MBR膜的存在大大提高了系統固液分離的能力,從而使系統出水,水質和容積負荷都得到大幅度提高,經膜處理后的水水質標準高(超過國家一級A標準),經過消毒,最后形成水質和生物安全性高的優質再生水,可直接作為新生水源。由于膜的過濾作用,微生物被完全截留在MBR膜生物反應器中,實現了水力停留時間與活性污泥泥齡的徹底分離,消除了傳統活性污泥法中污泥膨脹問題。膜生物反應器具有對污染物去除效率高、硝化能力強,可同時進行硝化、反硝化、脫氮效果好、出水水質穩定、剩余污泥產量低、設備緊湊、占地面積少、增量擴容方便、自動化程度高、操作簡單等優點。
MBR膜的應用前景。
      盡管MBR的運行費用略高于常規生物處理方法,但MBR的處理出水能達到中水回用的目的,且隨著膜制造技術的進步,膜質量的提高和膜制造成本的降低,MBR的投資也會隨之大幅度降低。另外,各種新型膜生物反應器的開發,如在低壓下運行的重力淹沒式MBR、厭氧MBR等與傳統的好氧加壓膜生物反應器相比,其運行費用大幅度下降。因此可以預見,膜生物反應器作為中水回用技術將會愈來愈具有經濟、技術上的競爭優勢。預計中水回用將是MBR在我國推廣應用的主要方向。目前我國膜生物反應器在中水回用中的應用實例尚少,需結合我國的經濟發展水平和MBR工藝的特點,進一步加強研究以推動其工程化應用的進程。

MBR膜生物反應器的應用具有以下明顯優勢:
1.設備緊湊,占地少

由于生物反應器內將污泥濃度提高了2~5倍,容積負荷可大大提高,而且用膜組件代替了二沉池和過濾設備,因此,與常規生物處理工藝相比,膜生物反應器的占地面積可大為減少;
2.出水水質優質穩定

       由于膜的高效分離作用,分離效果遠好于傳統沉淀池,處理出水極其清澈, 懸浮物和濁度接近于零,細菌和病毒被大幅去除 ,出水水質優于建設部頒發的生活雜用水水質標準(CJ25.1-89),可以直接作為非飲用市政雜用水進行回用。同時,膜分離也使微生物被完全被截流在生物反應器內,使得系統內能夠維持較高的微生物濃度,不但提高了反應裝置對污染物的整體去除效率,保證了良好的出水水質,同時反應器 對進水負荷(水質及水量)的各種變化具有很好的適應性,耐沖擊負荷,能夠穩定獲得優質的出水水質。
3.剩余污泥產量少

       排泥周期長,在生物自解下污泥量少,操作運行費用低,低能耗且易于自動化控制。膜生物反應器能將污泥完全截留在生物反應器內,實現不排泥操作-污泥零排放。膜生物反應器中經膜的過濾作用可去除細菌、病毒等有害物質,顯著節省加藥消毒所帶來的長期運行費用,且不需加入絮凝劑,減少運行成本。MBR膜對氧的高利用效率及其間歇性運行方式,大大減少了曝氣設備的運行時間和用電量。因此該工藝可以在高容積負荷、低污泥負荷下運行,剩余污泥產量低(理論上可以實現零污泥排放),降低了污泥處理費用。

 
4.可去除氨氮及難降解有機物
          由于微生物被完全截流在生物反應器內,從而有利于增殖緩慢的微生物如硝化細菌的截留生長,系統硝化效率得以提高。同時,可增長一些難降解的有機物在系統中的水力停留時間,有利于難降解有機物降解效率的提高。 
5.操作管理方便,易于實現自動控制

        該工藝實現了水力停留時間( HRT )與污泥停留時間( SRT )的完全分離,運行控制更加靈活穩定,是污水處理中容易實現裝備化的新技術,可實現微機自動控制,從而使操作管理更為方便。

MBR也存在一些不足。主要表現在以下幾個方面: 
1.膜造價高,使膜生物反應器的基建投資高于傳統污水處理工藝;
2.由于很多污水站操作員對膜的工藝應用不是很了解,平時的運行也往往是粗放式管理,因此膜污染容易出現;
3.能耗稍高:首先MBR泥水分離過程必須保持一定的膜驅動壓力,其次是MBR池中MLSS濃度非常高,要保持足夠的傳氧速率,必須加大曝氣強度,還有為了加大膜通量、減輕膜污染,必須增大流速,沖刷膜表面,造成MBR的能耗要比傳統的生物處理工藝高;
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