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*取代二次沉淀池-----MBR膜工藝合集

更新時(shí)間:2022-03-24      點(diǎn)擊次數(shù):1913

   MBR是指將超

、微濾膜分離技術(shù)與污水處理中的生物反應(yīng)器相結(jié)合而成的一種新的污水處理裝置
。這種反應(yīng)器綜合了膜處理技術(shù)和生物處理技術(shù)帶來的優(yōu)點(diǎn)。超
、微濾膜組件作為泥水分離單元
,可以*取代二次沉淀池。

一、MBR膜的類型

   1

、固液分離型膜

   固液分離型膜--生物反應(yīng)器是在水處理領(lǐng)域中研究得最為廣泛深入的一類膜生物反應(yīng)器

,是一種用膜分離過程取代傳統(tǒng)活性污泥法中二次沉淀池的水處理技術(shù)。

   其通過膜組件將固體有機(jī)物回流至反應(yīng)器中

,再將處理過的有機(jī)水排出
。膜分離生物反應(yīng)器的類型可以根據(jù)膜組件與生物反應(yīng)器位置進(jìn)行分類有一體式膜生物反應(yīng)器、分置式膜生物反應(yīng)器
、復(fù)合式膜生物反應(yīng)器

1.jpg


   在傳統(tǒng)的廢水生物處理技術(shù)中,二次沉淀池中的泥水分離靠重力作用完成的

,其分離效率依賴于活性污泥的沉降性能
,沉降性越好,泥水分離效率越高

   而污泥的沉降性取決于曝氣池的運(yùn)行狀況

,改善污泥沉降性必須嚴(yán)格控制曝氣池的操作條件,這限制了該方法的適用范圍

   由于二沉池固液分離的要求

,曝氣池的污泥不能維持較高濃度,一般在 1.5~3.5g/L左右
,從而限制了生化反應(yīng)速率

   水力停留時(shí)間(HRT)與污泥齡(SRT)相互依賴,提高容積負(fù)荷與降低污泥負(fù)荷往往形成矛盾

。系統(tǒng)在運(yùn)行過程中還產(chǎn)生了大量的剩余污泥
,其處置費(fèi)用占污水處理廠運(yùn)行費(fèi)用的25% 40%

針對上述問題:

   MBR將分離工程中的膜分離技術(shù)與傳統(tǒng)廢水生物處理技術(shù)有機(jī)結(jié)合

,大大提高了固液分離效率

   并且由于曝氣池中活性污泥濃度的增大和污泥中TE效菌(特別是優(yōu)勢菌群)的出現(xiàn),提高了生化反應(yīng)速率

   同時(shí)

,通過降低F/M比減少剩余污泥產(chǎn)生量(甚至為0),從而基本解決了傳統(tǒng)活性污泥法存在的許多突出問題

2

、曝氣膜

   曝氣膜--生物反應(yīng)器(AMBR)采用透氣性致密膜(如硅橡膠膜)或微孔膜(如疏水性聚合膜),以板式或中空纖維式組件

,在保持氣體分壓低于泡點(diǎn)( Bubble Point)情況下
,可實(shí)現(xiàn)向生物反應(yīng)器的無泡曝氣。

該工藝的特點(diǎn)是提高了接觸時(shí)間和傳氧效率

,有利于曝氣工藝的控制
,不受傳統(tǒng)曝氣中氣泡大小和停留時(shí)間的因素的影響

2.jpg


3、萃取膜
  
萃取膜生物反應(yīng)器

,又稱為EMBRExtractive Membrane Bioreactor

  
因?yàn)楦咚釅A度或?qū)ι镉卸疚镔|(zhì)的存在,某些工業(yè)廢水不宜采用與微生物直接接觸的方法處理

3.jpg


   當(dāng)廢水中含揮發(fā)性有毒物質(zhì)時(shí),若采用傳統(tǒng)的好氧生物處理過程

,污染物容易隨曝氣氣流揮發(fā)
,發(fā)生氣TI現(xiàn)象,不僅處理效果很不穩(wěn)定
,還會造成大氣污染

  
為了解決這些技術(shù)難題,英國學(xué)者Livingston研究開發(fā)了EMB
。廢水與活性污泥被膜隔開來
,廢水在膜內(nèi)流動,而含某種專性細(xì)菌的活性污泥在膜外流動
,廢水與微生物不直接接觸
,有機(jī)污染物可以通過選擇性透過膜被另一側(cè)的微生物降解。
  
由于萃取膜兩側(cè)的生物反應(yīng)器單元和廢水循環(huán)單元是各自獨(dú)立
,各單元水流相互影響不大
,生物反應(yīng)器中營養(yǎng)物質(zhì)和微生物生存條件不受廢水水質(zhì)的影響,使水處理效果穩(wěn)定

MBR工藝集合
  
根據(jù)膜組件和生物反應(yīng)器的組合方式,可將膜--生物反應(yīng)器分為分置式
、一體式以及復(fù)合式三種基本類型
   (以下討論的均為固液分離型膜--生物反應(yīng)器)
1
、分置式
  
把膜組件和生物反應(yīng)器分開設(shè)置

4.jpg


   生物反應(yīng)器中的混合液經(jīng)循環(huán)泵增壓后打至膜組件的過濾端

,在壓力作用下混合液中的液體透過膜,成為系統(tǒng)處理水
;固形物
、大分子物質(zhì)等則被膜截留,隨濃縮液回流到生物反應(yīng)器內(nèi)

2

、一體式

   把膜組件置于生物反應(yīng)器內(nèi)部。進(jìn)水進(jìn)入膜--生物反應(yīng)器

,其中的大部分污染物被混合液中的活性污泥去除
,再在外壓作用下由膜過濾出水

   這種形式的膜--生物反應(yīng)器由于省去了混合液循環(huán)系統(tǒng),并且靠抽吸出水

,能耗相對較低
;占地較分置式更為緊湊,近年來在水處理領(lǐng)域受到了特別關(guān)注

   但是一般膜通量相對較低

,容易發(fā)生膜污染,膜污染后不容易清洗和更換

3

、復(fù)合式

   形式上也屬于一體式膜--生物反應(yīng)器,所不同的是在生物反應(yīng)器內(nèi)加裝填料

,從而形成復(fù)合式膜--生物反應(yīng)器
,改變了反應(yīng)器的某些性狀。

圖片

4

、組合工藝

   為了使廢水達(dá)到更好的凈化效果

,常常將生化工藝和MBR工藝組合成新的系統(tǒng)。

1AO-MBR工藝

AO-MBR系統(tǒng)中

,被隔除了懸浮物和雜物的廢水流入調(diào)節(jié)池
,均衡水質(zhì)水量,然后進(jìn)入沉淀池進(jìn)行固液分離

上流清夜流入MBR處理池

MBR處理池設(shè)計(jì)為AO系統(tǒng):在前段,進(jìn)段的會流水充分混合進(jìn)行生物反硝化脫氮
,在后段進(jìn)行生物降解和硝化
,同時(shí)加堿,處理后的廢水直接排放

5.jpg


2A2O-MBR工藝

   在該工藝中設(shè)置有兩段回流

,一段是膜池的混合液回流至缺氧池實(shí)現(xiàn)反硝化脫氮,另一段是缺氧池的混合液回流至厭氧池
,實(shí)現(xiàn)厭氧釋磷
。傳統(tǒng)的生物脫氮工藝通常采用前置反硝化或后置反硝化來實(shí)現(xiàn)氮的去除,而設(shè)置了厭氧
、缺氧和好氧反應(yīng)器的A2O工藝則可以實(shí)現(xiàn)同步除碳和脫氮除磷功能

   A2O-MBR工藝中高濃度的MLSS、獨(dú)立控制的水力停留時(shí)間和污泥停留時(shí)間

、回流比及污泥負(fù)荷率等都會產(chǎn)生與傳統(tǒng)A2O工藝不同的影響
,具有較好的脫氮除磷效率。由A2O工藝與膜分離技術(shù)結(jié)合而成的具有同步脫氮除磷功能的A2O-MBR工藝
,可進(jìn)一步拓展MBR的應(yīng)用范疇

3A2O/A-MBR工藝

   A2O/A-MBR工藝是一種強(qiáng)化內(nèi)源反硝化的新型工藝

,該工藝?yán)?span>MBR內(nèi)高濃度活性污泥和生物多樣性來強(qiáng)化脫氮除磷效果,工藝流程依次為厭氧
、缺氧
、好氧、缺氧和膜池
A2O/A-MBR工藝是針對進(jìn)水碳源不足
,而同時(shí)又有較高脫氮要求的污水處理項(xiàng)目所開發(fā),也是強(qiáng)化脫氮的MBR脫氮處磷工藝

   該工藝在普通A2O工藝后再設(shè)一級缺氧池

,在利用進(jìn)水快速碳源完成生物除磷和脫氮后,再利用第二缺氧池進(jìn)行內(nèi)源反硝化
,進(jìn)一步去除TN,之后
,再利用膜池的好氧曝氣作用保障出水

43A-MBR工藝

   該工藝的內(nèi)部流程依次是第一缺氧池、厭氧池

、第二缺氧池
、好氧池和膜池,膜池混合液分別回流至第一缺氧池和第二缺氧池
3A-MBR工藝合理地組合了有機(jī)物降解和脫氮除磷等各處理單元
,協(xié)調(diào)了各種生物降解功能的發(fā)揮,達(dá)到了同步去除各污染指標(biāo)的目的
,具有較高的推廣應(yīng)用價(jià)值

   3A-MBR是依據(jù)生物脫氮除磷機(jī)理,結(jié)合膜生物反應(yīng)器技術(shù)特點(diǎn)而形成的具有高效脫氮除磷性能的新型污水處理工藝

。其基本原理是
,膜生物反應(yīng)器內(nèi)的高濃度硝化液和高濃度活性污泥經(jīng)過回流系統(tǒng)形成良好的缺氧、厭氧條件
,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高效脫氮除磷

   第一缺氧池利用進(jìn)水碳源和回流硝化液進(jìn)行快速反硝化,接著混合液進(jìn)入?yún)捬醭剡M(jìn)行厭氧釋磷

,減少了硝酸鹽對釋磷的影響
,第二缺氧池再利用污水中剩余的碳源和回流的硝化液進(jìn)一步反硝化脫氮,好氧池內(nèi)同步發(fā)生有機(jī)物降解
、好氧釋磷和好氧硝化等多種反應(yīng)
,*去除污水中的污染物,混合液再a經(jīng)膜過濾出水
,實(shí)現(xiàn)了對污水中有機(jī)物和氮磷的去除

5A(2A)O-MBR工藝

   生物脫氮所用碳源一般有3類:原水碳源

、外加碳源和內(nèi)源碳源。利用原水碳源的前置反硝化工藝一般總氮去除率不高
,如果要進(jìn)一步提高脫氮效率
,則需要外加碳源進(jìn)行反硝化。

   A(2A)OMBR工藝生物池兩段缺氧的設(shè)計(jì)正是借鑒了這個(gè)原理

。生物反硝化需要有機(jī)碳源作為電子供體
,用于產(chǎn)   能和細(xì)胞合成。有關(guān)研究發(fā)現(xiàn)污泥中含有的碳水化合物(50.2%)
、蛋白質(zhì)(26.7%)
、脂肪(20.0%)均屬于慢速可生物降解碳源,如果將這些物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易生物降解碳源用于脫氮系統(tǒng)

   A(2A)O-MBR工藝是兩段缺氧A2O工藝與MBR工藝的結(jié)合

,其特點(diǎn)是在傳統(tǒng)的A2O工藝中設(shè)置了兩段缺氧區(qū)(缺氧區(qū)Ⅰ和缺氧區(qū)Ⅱ),在第一缺氧區(qū)內(nèi)從好氧區(qū)回流的NO3-*被還原
,實(shí)現(xiàn)*反硝化
;而在第二缺氧區(qū)內(nèi)實(shí)現(xiàn)內(nèi)源反硝化,節(jié)省外加碳源的投加
,則可大大提高污水的生物脫氮效率
,同時(shí)避免了外加碳源,節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用
,因此具有很高的價(jià)值

6SBR-MBR工藝

   該工藝集進(jìn)水、厭氧

、好氧
、沉淀于一池,不但可以為實(shí)現(xiàn)生物脫氮除磷提供條件
,還可以靈活變換運(yùn)行方式以適應(yīng)不同類型污水的處理要求
,便于自動控制等。

   此外

SBR式的工作方式為除磷菌的生長創(chuàng)造了條件
,同時(shí)也滿足了脫氮的需要,使得單一反應(yīng)器內(nèi)實(shí)現(xiàn)同時(shí)高效去除氮磷及有機(jī)物成為可能
。與傳統(tǒng)SBR系統(tǒng)相比
SBR-MBR在反應(yīng)階段利用膜分離排水,可以減少傳統(tǒng)SBR的循環(huán)時(shí)間

   SBRMBR相結(jié)合形成的SBR-MBR工藝

,除了具有一般MBR的優(yōu)點(diǎn)外,對于膜組件本身和SBR工藝兩種程序運(yùn)行都互有幫助

   序批式反應(yīng)器(SBR)作為一種改良型的活性污泥處理工藝

,利用時(shí)間上的推流代替空間上的推流
,即以時(shí)間換空間的概念。

   由于膜組件的截留過濾作用

,反應(yīng)中的微生物能最大限度地增長
,利于世代時(shí)間較長的硝化及亞硝化細(xì)菌的生長繁殖,因此
,污泥的生物活性高
,吸附和降解有機(jī)物的能力較強(qiáng),同時(shí)也具有較好的硝化能力
。同時(shí)
,序批式的運(yùn)行方式可以延緩膜污染。


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