MBR膜生物反應器技術分析(三)
2025-11-16 來自: 衡美水處理公眾平臺 瀏覽次數(shù):124
衡美水處理為您介紹一種經(jīng)久耐用、性能優(yōu)越的水處理設備——MBR膜生物反應器。
在污水處理,水資源再利用領域,MBR又稱膜生物反應器(MembraneBio-Reactor),是一種由膜分離單元與生物處理單元相結合的新型水處理技術。按照膜的結構可分為平板膜、管狀膜和中空纖維膜等,按膜孔徑可劃分為超濾膜、微濾膜、納濾膜、反滲透膜等。

八、應用領域
進入90年代中后期,膜--生物反應器在國外已進入了實際應用階段。加拿大Zenon公司首先推出了超濾管式膜--生物反應器,并將其應用于城市污水處理。為了節(jié)約能耗,該公司又開發(fā)了浸入式中空纖維膜組件,其開發(fā)出的膜--生物反應器已應用于美國、德國、法國和埃及等十多個地方,規(guī)模從380m³/d至7600m³/d。
日本三菱人造絲公司也是世界上浸入式中空纖維膜的提供商,其在MBR的應用方面也積累了多年的經(jīng)驗,在日本以及他國建有多項實際MBR工程。日本Kubota公司是另一個在膜--生物反應器實際應用中具有競爭力的公司,它所生產(chǎn)的板式膜具有流通量大、耐污染和工藝簡單等特點。國內(nèi)一些研究者及企業(yè)也在MBR實用化方面進行著嘗試。
膜--生物反應器已應用于以下領域:
1967年開始采用MBR工藝的廢水處理廠由美國的Dorr-Oliver公司建成,這個處理廠處理14m³/d廢水。1977年,一套污水回用系統(tǒng)在日本的一幢高層建筑中得到實際應用。1980年,日本建成了兩座處理能力分別為10m³/d和50m³/d的MBR處理廠。
90年代中期,日本就有39座這樣的廠在運行,處理能力可達500m³/d,并且有100多處的高樓采用MBR將污水處理后回用于中水道。1997年,英國Wessex公司在英國Porlock建立了當時世界上大規(guī)模的MBR系統(tǒng),日處理量達2000m³,1999年又在Dorset的Swanage建成了13000m³/d的MBR工廠。
2、工業(yè)廢水處
90年代以來,MBR的處理對象不斷拓寬,除中水回用、糞便污水處理以外,MBR在工業(yè)廢水處理中的應用也得到了廣泛關注,如處理食品工業(yè)廢水、水產(chǎn)加工廢水、養(yǎng)殖廢水、化妝品生產(chǎn)廢水、染料廢水、石油化工廢水,均獲得了良好的處理效果。
90年代初,美國在Ohio建造了一套用于處理某汽車制造廠的工業(yè)廢水的MBR系統(tǒng),處理規(guī)模為151m³/d,該系統(tǒng)的有機負荷達6.3kgCOD/m³˙d,COD去除率為94%,絕大部分的油與油脂被降解。在荷蘭,一座脂肪提取加工廠采用傳統(tǒng)的氧化溝污水處理技術處理其生產(chǎn)廢水,由于生產(chǎn)規(guī)模的擴大,結果導致污泥膨脹,污泥難以分離,最后采用Zenon的膜組件代替沉淀池,運行效果良好。

3、微污染飲用水凈化
隨著氮肥與殺蟲劑在農(nóng)業(yè)中的廣泛應用,飲用水也不同程度受到污染。LyonnaisedesEaux公司在90年代中期開發(fā)出同時具有生物脫氮、吸附殺蟲劑、去除濁度功能的MBR工藝,1995年該公司在法國的Douchy建成了日產(chǎn)飲用水400m³的工廠。出水中氮濃度低于0.1mgNO2/L,殺蟲劑濃度低于0.02μg/L。
4、糞便污水處理
糞便污水中有機物含量很高,傳統(tǒng)的反硝化處理方法要求有很高污泥濃度,固液分離不穩(wěn)定,影響了三級處理效果。MBR的出現(xiàn)很好地解決了這一問題,并且使糞便污水不經(jīng)稀釋而直接處理成為可能。
日本已開發(fā)出被稱之為NS系統(tǒng)的屎尿處理技術,核心部分是平板膜裝置與好氧高濃度活性污泥生物反應器組合的系統(tǒng)。NS系統(tǒng)于1985年在日本琦玉縣建成,生產(chǎn)規(guī)模為10kL/d,1989年又先后在長崎縣、熊本縣建成新的屎尿處理設施。
NS系統(tǒng)中的平板膜每組約0.4m2共幾十組并列安裝,做成能自動打開的框架裝置,并能自動沖洗。膜材料為截流分子量20000的聚砜超濾膜。反應器內(nèi)污泥濃度保持在15000~18000mg/L范圍內(nèi)。到1994年,日本已有1200多套MBR系統(tǒng)用于處理4000多萬人的糞便污水。
5、土地填埋場/肥滲濾液處理
土地填埋場/堆肥滲濾液含有高濃度的污染物,其水質和水量隨氣候條件與操作運行條件的變化而變化。MBR技術在1994年前就被多家污水處理廠用于該種污水的處理。通過MBR與RO技術的結合,不僅能去除SS、有機物和氮,而且能有效去除鹽類與重金屬。
美國Envirogen公司開發(fā)出一種MBR用于土地填埋場滲濾液的處理,并在新澤西建成一個日處理能力為40萬加侖(約1500m³/d)的裝置,在2000年底投入運行。該種MBR使用一種自然存在的混合菌來分解滲濾液中的烴和氯代化合物,其處理污染物的濃度為常規(guī)廢水處理裝置的50~100倍。能達到這一處理效果的原因是,MBR能夠保留細菌并使細菌濃度達到50000g/。在現(xiàn)場中試中,進液COD為幾百至40000mg/L,污染物的去除率達90%以上。
6、應用領域和方向
(1)現(xiàn)有城市污水處理廠的更新升級,特別是出水水質難以達標或處理流量劇增而占地面積無法擴大的水廠。
(2)無排水管網(wǎng)系統(tǒng)的小區(qū),如居民點、旅游度假區(qū)、風景區(qū)等。
(3)有污水回用需求的地區(qū)或場所,如賓館、洗車業(yè)、客機、流動廁所等充分發(fā)揮MBR占地面積小、設備緊湊、自動控制、靈活方便的特點。
(4)高濃度、有毒、難降解工業(yè)廢水處理。如造紙、制糖、酒精、皮革、合成脂肪酸等行業(yè),是一種普遍的點源污染。MBR可以對這些常規(guī)處理工藝無法達標的廢水進行有效的處理,并實現(xiàn)回用。
(5)垃圾填埋廠滲濾液的處理及回用。
(6)小規(guī)模污水廠(站)的應用。膜技術的特點十分適合處理小規(guī)模污水。
7、未來的研究方向
(1)膜污染的機理及防治。
(2)工藝流程形式及運行條件的優(yōu)化。
(3)污泥產(chǎn)率與運行條件的關系,以合理減少污泥產(chǎn)量,降低污泥處理費用。
(4)反應器內(nèi)微生物的代謝特性及其對出水水質、污泥活性等的影響,從而確定適宜的微生物生長及代謝條件。
(5)工藝經(jīng)濟性研究。在目前國內(nèi)經(jīng)濟發(fā)展水平、膜產(chǎn)品供應狀況和規(guī)范設計要求的條件下,MBR用于污水處理的經(jīng)濟流量的確定。
(6)以節(jié)能、處理特殊水質對象、兼具脫氮除磷、操作維護簡便、可以長期穩(wěn)定運行等為目標,開發(fā)新型的膜生物反應器。
九、MBFB膜生物流化床工藝
用于污水深度處理,能在原有污水達標排放的基礎上,經(jīng)過生物流化床和陶瓷膜分離系統(tǒng),進一步降低COD、氨氮、濁度等指標,一方面可直接回用,另一方面也可作為RO脫鹽處理的預處理工藝,替代原有砂濾、保安過濾、超濾等冗長過濾流程,同時有機物含量的降低大大提高RO膜使用壽命,降低回用水處理成本,無機陶瓷膜分離系統(tǒng),是世界污水處理專用的無機膜分離系統(tǒng)的開始,和其它的有機膜、無機膜相比,具有膜通量大、可反沖、全自動操作等優(yōu)勢。

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