1關(guan)于MBR  

膜生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)反(fan)應器(qi)(qi)(membranebioreactor,MBR)集生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)反(fan)應器(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)降解(jie)和(he)膜的(de)(de)(de)(de)高(gao)效(xiao)(xiao)分(fen)離于一(yi)體，是膜技(ji)術(shu)和(he)污水生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)處(chu)理技(ji)術(shu)有機結合產生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)新(xin)型高(gao)效(xiao)(xiao)污水生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)處(chu)理工(gong)(gong)藝(yi)。其(qi)工(gong)(gong)作原理是利用反(fan)應器(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)好氧微生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)降解(jie)污水中的(de)(de)(de)(de)有機污染(ran)物(wu)(wu)(wu)，同時利用反(fan)應器(qi)(qi)內的(de)(de)(de)(de)硝化(hua)細菌轉化(hua)污水中的(de)(de)(de)(de)氨(an)氮。最(zui)后，通過中空纖維膜進行高(gao)效(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)(de)固(gu)液(ye)分(fen)離出(chu)水。  

MBR利(li)用(yong)膜分(fen)(fen)離裝置(zhi)將(jiang)生化反(fan)應(ying)(ying)(ying)池(chi)中的(de)活(huo)性(xing)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)和大(da)分(fen)(fen)子(zi)有機物(wu)有效截(jie)留，替代傳(chuan)統活(huo)性(xing)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)工(gong)藝中的(de)二沉(chen)池(chi)，使生化反(fan)應(ying)(ying)(ying)池(chi)中的(de)活(huo)性(xing)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)濃(nong)(nong)度(du)(生物(wu)量)大(da)大(da)提高;實(shi)現(xian)水(shui)力(li)停留時間(HRT)和污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)停留時間(SRT)的(de)分(fen)(fen)別(bie)控制，將(jiang)難降解的(de)大(da)分(fen)(fen)子(zi)有機物(wu)截(jie)留在反(fan)應(ying)(ying)(ying)池(chi)中不斷反(fan)應(ying)(ying)(ying)、降解。系統內活(huo)性(xing)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)濃(nong)(nong)度(du)(MLSS)可(ke)提升(sheng)至10000mg/L，污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)齡可(ke)延(yan)長30d以上。該工(gong)藝不僅有效地達到了泥(ni)(ni)(ni)水(shui)分(fen)(fen)離的(de)目的(de),而且基(ji)本解決了傳(chuan)統的(de)活(huo)性(xing)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)法存在的(de)污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)膨脹、污(wu)(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)濃(nong)(nong)度(du)低等因素造成(cheng)的(de)出水(shui)水(shui)質達不到中水(shui)回用(yong)要求的(de)問(wen)題。  

2MBR技術形(xing)成的歷(li)史沿革及其功能分類(lei)  

在發展過程(cheng)(cheng)中，第(di)一(yi)代(dai)(dai)MBR為分置(zhi)式(shi)流程(cheng)(cheng)(20世紀60~80年代(dai)(dai))。第(di)一(yi)代(dai)(dai)MBR使用板式(shi)超濾(lv)膜(mo)(聚丙烯晴)和(he)管式(shi)超濾(lv)膜(mo)(有機(ji)及無機(ji))，由于(yu)膜(mo)成本高(gao)，運行費用大且應用受到(dao)限制。  

第二代MBR為采用一體化(hua)浸沒(mei)式(shi)(shi)(shi)流程(20世(shi)紀80年代末以后(hou))。浸沒(mei)式(shi)(shi)(shi)MBR的特點是：浸沒(mei)放置(zhi)(zhi)，低壓(抽吸或重力)出水，氣液兩相流擾動，間歇運(yun)行，穩定運(yun)行時間長(chang)，運(yun)行能(neng)耗(hao)低。浸沒(mei)MBR的型式(shi)(shi)(shi)包括內浸沒(mei)(與(yu)好(hao)氧(yang)反(fan)應器(qi)(qi)一體)和外浸沒(mei)(與(yu)好(hao)氧(yang)反(fan)應器(qi)(qi)分置(zhi)(zhi))。  

MBR的基本結構包(bao)括(kuo)四個環(huan)節，即(ji)進水(shui)系(xi)統、生物反應池、膜組件、自控系(xi)統。由于各個環(huan)節的多樣(yang)性(xing)，MBR有(you)著不同(tong)的分(fen)類。從整體上(shang)來講，膜生物反應器分(fen)類有(you)以(yi)下(xia)幾種(zhong)。  ;

膜分(fen)離生物反(fan)應器，用于污水處(chu)理中的固(gu)液分(fen)離。  

膜(mo)曝氣生(sheng)(sheng)物反應(ying)器，膜(mo)被用于氣體質量傳遞(di)，通(tong)常是為好氧工(gong)藝(yi)供氧，可以實現生(sheng)(sheng)物反應(ying)器的無(wu)泡(pao)曝氣，大大提高(gao)反應(ying)器的傳氧效(xiao)率。  

萃取膜生(sheng)物(wu)反(fan)應器，用于(yu)工業中(zhong)優先污(wu)染物(wu)的處理，選擇性透(tou)過膜被(bei)用于(yu)萃取特(te)定(ding)的污(wu)染物(wu)。  

按照膜組件的放(fang)置方式(shi)可分為分體式(shi)和一體式(shi)膜生物(wu)反應器。  

分體(ti)(ti)式膜(mo)生(sheng)物反(fan)(fan)(fan)(fan)應器(qi)把生(sheng)物反(fan)(fan)(fan)(fan)應器(qi)與(yu)膜(mo)組件分開(kai)放置，膜(mo)生(sheng)物反(fan)(fan)(fan)(fan)應器(qi)的(de)(de)混合(he)液(ye)(ye)經(jing)增壓(ya)后進(jin)入(ru)膜(mo)組件，在壓(ya)力(li)作(zuo)用下混合(he)液(ye)(ye)中的(de)(de)液(ye)(ye)體(ti)(ti)透過膜(mo)得到(dao)系統出(chu)水，活性污(wu)泥則被截留(liu)，并隨濃縮液(ye)(ye)回流到(dao)生(sheng)物反(fan)(fan)(fan)(fan)應器(qi)內。  

一體(ti)式(shi)系統則直接將(jiang)膜(mo)(mo)(mo)組(zu)件置于反應器(qi)內，通(tong)過抽吸得(de)到過濾液(ye)(ye)，膜(mo)(mo)(mo)表面(mian)清洗(xi)所需(xu)的(de)(de)錯(cuo)流(liu)由空氣(qi)攪動產生(sheng)，設置在膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)正下方(fang)，混(hun)合(he)液(ye)(ye)隨氣(qi)流(liu)向(xiang)上流(liu)動，在膜(mo)(mo)(mo)表面(mian)產生(sheng)剪(jian)切力，以(yi)減(jian)少(shao)膜(mo)(mo)(mo)的(de)(de)污染。一體(ti)式(shi)膜(mo)(mo)(mo)生(sheng)物(wu)反應器(qi)工藝是污水生(sheng)物(wu)處理技術與膜(mo)(mo)(mo)分離技術的(de)(de)有機(ji)結合(he)。  

3目前MBR的利好(hao)亮點  

MBR由于(yu)采用(yong)了(le)膜分(fen)離(li)技術與生物反(fan)應器相結(jie)合的方式，有機(ji)物的最(zui)終去除仍(reng)然是(shi)微(wei)生物細胞的新陳(chen)代謝作用(yong)，只是(shi)膜高效的固液分(fen)離(li)作用(yong)強化了(le)這(zhe)種生物處理作用(yong)，因此(ci)MBR具有許多(duo)其(qi)他生物處理工藝無法比擬的明顯優(you)勢，體現在如下(xia)幾點：  

(1)能(neng)夠(gou)高效地進(jin)行固液分離(li)，分離(li)效果遠好(hao)于(yu)(yu)傳統的沉淀(dian)池，出水(shui)水(shui)質良好(hao)，出水(shui)懸浮(fu)物和濁度接(jie)近于(yu)(yu)零，可以直(zhi)接(jie)回用，實現了污(wu)水(shui)資源化(hua)。  

(2)膜的(de)高(gao)效(xiao)截留作(zuo)用，使微生物完全截留在反應(ying)器內(nei)，實現了反應(ying)器HRT和污泥齡的(de)完全分(fen)離(li)，使得運行更加靈活穩(wen)定。  

(3)反應器內(nei)的微生物濃度高，耐(nai)沖擊負荷。  

(4)膜生(sheng)(sheng)物(wu)反(fan)應器有利于增(zeng)殖緩慢的微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)的截留、生(sheng)(sheng)長(chang)和繁殖，使(shi)硝化效率得以(yi)(yi)提高。通過運(yun)行方式的改變也可(ke)以(yi)(yi)具有脫氮和除磷的功(gong)能。  

(5)污(wu)泥(ni)齡可(ke)隨意控制。膜分離使污(wu)水(shui)中的大分子難(nan)降(jiang)解(jie)成(cheng)分，在(zai)體積(ji)有限(xian)的生物(wu)反(fan)應(ying)器內有足夠(gou)的停(ting)留時間，大大提(ti)高(gao)了(le)難(nan)降(jiang)解(jie)有機物(wu)的降(jiang)解(jie)效果。反(fan)應(ying)器在(zai)高(gao)容積(ji)負荷(he)、低污(wu)泥(ni)負荷(he)、長(chang)泥(ni)齡的條件下運行，可(ke)以實現基本無剩余污(wu)泥(ni)的排放(fang)。  

6)系統(tong)由可編程序(xu)控(kong)制器(qi)(PLC)控(kong)制，可以實現全程自(zi)動化(hua)控(kong)制。  

4MBR的應用范圍  

4.1在好氧(yang)工藝方面  

在(zai)(zai)生活(huo)(huo)污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)方(fang)面，主要(yao)涉及城市污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)、樓宇污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)、公廁污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)、污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)廠(chang)升級改造(zao)以(yi)及其(qi)他(ta)有回(hui)用要(yao)求的(de)(de)(de)污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)處理(li)場(chang)合。有關MBR對生活(huo)(huo)污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)處理(li)特性(xing)一(yi)直是(shi)研究的(de)(de)(de)重點，其(qi)工藝形式多采用好氧(yang)MBR。在(zai)(zai)歐美日等國，其(qi)研究的(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de)在(zai)(zai)于一(yi)方(fang)面改造(zao)污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)處理(li)廠(chang)，使其(qi)達到(dao)深度處理(li)的(de)(de)(de)要(yao)求;另一(yi)方(fang)面，用于廢水(shui)(shui)(shui)處理(li)使其(qi)達到(dao)回(hui)用的(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de)。目(mu)前(qian)在(zai)(zai)北美，MBR處理(li)生活(huo)(huo)污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)應用主要(yao)是(shi)流量(liang)在(zai)(zai)10~200m3/d的(de)(de)(de)小型處理(li)裝置。  

MBR作為一種強(qiang)化(hua)的(de)生物處(chu)(chu)(chu)理(li)工藝，在工業(ye)廢(fei)水(shui)(shui)的(de)處(chu)(chu)(chu)理(li)中主要包括制(zhi)藥廢(fei)水(shui)(shui)、化(hua)工廢(fei)水(shui)(shui)、食品污水(shui)(shui)等高濃度(du)、難降解有機廢(fei)水(shui)(shui)的(de)處(chu)(chu)(chu)理(li)。目前好(hao)氧MBR工藝已(yi)經成功應(ying)用(yong)于下列(lie)行業(ye)的(de)工業(ye)污水(shui)(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)：包括醫(yi)藥、紡織、化(hua)妝品、食品、造紙與(yu)(yu)紙漿、飲料、煉(lian)油工業(ye)與(yu)(yu)化(hua)工廠，在歐洲垃圾填(tian)埋場滲濾液的(de)好(hao)氧MBR處(chu)(chu)(chu)理(li)廠也正在興建。  

4.2在厭氧工藝方面(mian)  

厭(yan)氧(yang)(yang)(yang)(yang)生(sheng)(sheng)物(wu)法(fa)(fa)(fa)以(yi)其能耗低、可回收利用沼氣能源、負荷(he)高、產泥(ni)少(shao)(shao)等(deng)諸(zhu)多(duo)優點成為了處理高濃度有機廢水(shui)的(de)首選(xuan)方法(fa)(fa)(fa)。但由于厭(yan)氧(yang)(yang)(yang)(yang)微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)的(de)生(sheng)(sheng)長(chang)速率比好氧(yang)(yang)(yang)(yang)微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)的(de)生(sheng)(sheng)長(chang)速率小(xiao)得(de)多(duo)，污泥(ni)流失(shi)對厭(yan)氧(yang)(yang)(yang)(yang)生(sheng)(sheng)物(wu)法(fa)(fa)(fa)造(zao)成的(de)不利影響遠大于對好氧(yang)(yang)(yang)(yang)生(sheng)(sheng)物(wu)法(fa)(fa)(fa)的(de)影響，因此如何減少(shao)(shao)污泥(ni)流失(shi)就成為了厭(yan)氧(yang)(yang)(yang)(yang)生(sheng)(sheng)物(wu)法(fa)(fa)(fa)所必須面臨的(de)一(yi)個重(zhong)要(yao)問題，同時(shi)也是新型厭(yan)氧(yang)(yang)(yang)(yang)生(sheng)(sheng)物(wu)反應(ying)器開(kai)發(fa)的(de)一(yi)個主要(yao)出(chu)發(fa)點。  

將(jiang)膜分(fen)離(li)(li)與厭(yan)(yan)氧(yang)生物(wu)處理(li)相(xiang)結合組成(cheng)的(de)厭(yan)(yan)氧(yang)膜生物(wu)法，一(yi)方面(mian)可以(yi)完全(quan)避(bi)免(mian)厭(yan)(yan)氧(yang)污(wu)泥的(de)流失，使(shi)反(fan)應器(qi)內有(you)(you)充足的(de)厭(yan)(yan)氧(yang)微生物(wu)，保證處理(li)效果(guo)(guo)的(de)穩定性(xing);另一(yi)方面(mian)膜自身良(liang)好(hao)的(de)截留(liu)作用(yong)還可以(yi)進一(yi)步(bu)改善厭(yan)(yan)氧(yang)出(chu)水的(de)水質(zhi)，提高處理(li)效果(guo)(guo)。除此之(zhi)外(wai)，膜分(fen)離(li)(li)作用(yong)還體現在對厭(yan)(yan)氧(yang)反(fan)應器(qi)的(de)構造和處理(li)效果(guo)(guo)有(you)(you)特殊的(de)強(qiang)化(hua)作用(yong)。而對于兩相(xiang)厭(yan)(yan)氧(yang)MBR，膜分(fen)離(li)(li)作用(yong)可以(yi)使(shi)產(chan)酸反(fan)應器(qi)中的(de)產(chan)酸細(xi)菌濃度增加(jia)，提高水解(jie)發(fa)酵的(de)能力，同時(shi)膜將(jiang)大分(fen)子(zi)有(you)(you)機物(wu)截留(liu)在產(chan)酸反(fan)應器(qi)中使(shi)之(zhi)水解(jie)發(fa)酵，因(yin)此可以(yi)使(shi)系統保持較高的(de)酸化(hua)率(lv)。  

4.3在有機廢(fei)水(shui)處理脫氮方面(mian)  

由(you)于(yu)膜可(ke)(ke)以(yi)(yi)有效截留(liu)細菌(jun)(jun)，避免(mian)污泥的(de)流失，因此可(ke)(ke)以(yi)(yi)使生長(chang)緩慢的(de)硝(xiao)化細菌(jun)(jun)在(zai)最短的(de)時間里獲得最大的(de)增殖，并(bing)且維持較(jiao)高的(de)濃(nong)度，為氨氮(dan)的(de)順利(li)硝(xiao)化提供必要(yao)的(de)保證(zheng)。另外，MBR中過(guo)高的(de)污泥濃(nong)度易于(yu)使污泥絮體形成表面好氧、內部(bu)缺氧的(de)狀態，可(ke)(ke)以(yi)(yi)在(zai)同一反(fan)應器(qi)中實現硝(xiao)化和(he)反(fan)硝(xiao)化。  

 有(you)關MBR脫氮，目前(qian)多數(shu)是(shi)建(jian)立(li)在傳(chuan)統的(de)(de)(de)(de)(de)硝化(hua)和反(fan)(fan)硝化(hua)機理(li)(li)上的(de)(de)(de)(de)(de)兩(liang)級或單(dan)級脫氮工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)，但(dan)也有(you)一(yi)些新的(de)(de)(de)(de)(de)脫氮理(li)(li)念融入到(dao)MBR系(xi)統中。建(jian)立(li)在傳(chuan)統硝化(hua)和反(fan)(fan)硝化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)兩(liang)級MBR脫氮工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)對(dui)TN的(de)(de)(de)(de)(de)去除率多數(shu)為(wei)60%~80%。間歇曝氣MBR脫氮工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)對(dui)TN的(de)(de)(de)(de)(de)去除率大于80%，說明(ming)改(gai)進型脫氮工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)效果更好(hao)。某些單(dan)一(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)好(hao)氧硝化(hua)過(guo)程同時可(ke)實(shi)現(xian)反(fan)(fan)硝化(hua)作(zuo)用(yong)(yong)，對(dui)TN的(de)(de)(de)(de)(de)去除率為(wei)46%~60%，說明(ming)MBR工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)具(ju)有(you)一(yi)定程度同時硝化(hua)反(fan)(fan)硝化(hua)作(zuo)用(yong)(yong)。各種處理(li)(li)系(xi)統中氮的(de)(de)(de)(de)(de)負荷都(dou)比(bi)較低。  

5MBR的發展新趨勢  

從MBR日益(yi)廣泛(fan)的應用狀(zhuang)況來看，今后MBR的發展(zhan)新趨勢(shi)主要表現在(zai)如下(xia)幾個方(fang)面。  

⑴進(jin)行(xing)新型膜(mo)組件集裝式、密(mi)集式模塊化(hua)的優化(hua)設計;  

⑵研究新的制膜方(fang)法，研制性(xing)能優越的膜材(cai)料(liao);  

⑶研制(zhi)新型的MBR，并找到(dao)適宜MBR能長期穩定運行(xing)的工藝(yi)條件。  

 隨著膜(mo)技術的產業化及膜(mo)在各行各業應用的擴大，今后MBR應用可能(neng)獲得迅速發(fa)展的重點(dian)領(ling)域(yu)和(he)方向如下幾個方面。  

⑴應用(yong)于高濃(nong)度(du)、有(you)(you)毒、難(nan)(nan)(nan)降解工業(ye)污(wu)(wu)水的(de)處(chu)(chu)理(li)(li)。如高濃(nong)度(du)有(you)(you)機廢水是一種較普遍的(de)污(wu)(wu)染源(yuan)，全國造紙、制(zhi)糖、酒(jiu)精、皮(pi)革、合(he)成脂肪酸等(deng)行業(ye)每年(nian)高濃(nong)度(du)有(you)(you)機污(wu)(wu)水的(de)排(pai)放量很大，這類污(wu)(wu)水采(cai)用(yong)常規活性污(wu)(wu)泥法(fa)處(chu)(chu)理(li)(li)盡管有(you)(you)一定(ding)作用(yong)，但是出水水質(zhi)難(nan)(nan)(nan)以達到排(pai)放標準的(de)要求。而(er)MBR在技術(shu)上的(de)優(you)勢，決定(ding)了它可(ke)以對常規方法(fa)難(nan)(nan)(nan)以處(chu)(chu)理(li)(li)的(de)污(wu)(wu)水進行有(you)(you)效的(de)處(chu)(chu)理(li)(li)，并且出水可(ke)以回用(yong)。  

⑵更新(xin)升(sheng)級現有的城市污(wu)水(shui)處(chu)理廠，特(te)別要針對出水(shui)難以(yi)達(da)標或處(chu)理流(liu)量(liang)劇(ju)增(zeng)而占地面(mian)積無法擴大的情況。  

⑶應(ying)用(yong)于有污水回用(yong)需求(qiu)的地(di)區和(he)場所，如洗車業、賓館、流動公廁等充(chong)分發(fa)揮(hui)膜生物反(fan)應(ying)器占地(di)面積小、設備緊湊、自(zi)動控(kong)制、靈(ling)活方便(bian)的特(te)點。  

⑷應用(yong)于垃圾填埋滲濾液的(de)處理及回(hui)用(yong)。  

⑸應用于(yu)在小規模的(de)污(wu)水處理廠的(de)應用，這由膜的(de)價格(ge)所決定。  

⑹應用于無(wu)排(pai)水管網(wang)系統的地(di)區(qu)，如小居民點(dian)、度(du)假區(qu)、旅游風景區(qu)等(deng)。  

(7)應用(yong)于現有自來(lai)水(shui)廠飲用(yong)水(shui)水(shui)源中(zhong)微(wei)量污染物去除的應用(yong)。  

總而言之(zhi)，MBR原理大(da)大(da)提升了(le)傳統活性污泥(ni)處理工藝的(de)功能，在水處理多個領域(yu)中的(de)應用同樣也受到(dao)了(le)廣泛的(de)關注。在21世紀(ji)的(de)創新(xin)要求時代，被譽為全球范圍內(nei)最有發展前途(tu)的(de)水處理新(xin)技術之(zhi)一，當之(zhi)無愧。

  使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環保網”

相關文章