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MBR及七種組合工藝介紹

時間︰2019-09-29 10:03

來源︰亚博處理部落

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生物反應器( Membrance Bioreactor Reactor,簡稱MBR)是一種由膜分離與生物處理技術組合而成的廢亚博生物處理新工藝。膜的種類繁多,按分離機理進行分類,有反應膜、離子交換膜、滲透膜等;按膜的性質分類,有天然膜(生物膜)和合成膜(有機膜和無機膜) ;按膜的結構型式分類,有平板型、管型、螺旋型及中空縴維型等。

膜生物反應器( Membrance Bioreactor Reactor,簡稱MBR)是一種由膜分離與生物處理技術組合而成的廢亚博生物處理新工藝。

膜的種類繁多,按分離機理進行分類,有反應膜、離子交換膜、滲透膜等;按膜的性質分類,有天然膜(生物膜)和合成膜(有機膜和無機膜) ;按膜的結構型式分類,有平板型、管型、螺旋型及中空縴維型等。

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MBR工藝在國內的研究現狀

80年代以來,膜生物反應器愈來愈受到重視,成為研究的熱點之一。目前該技術己應用于美國、德國、法國和埃及等十多個國家,規模從6m3/d至 13000m3/d不等。

我國對MBR的研究還不到十年,但進展十分迅速。國內對MBR的研究大致可分為幾個方面︰

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1.探索不同生物處理工藝與膜分離單元的組合形式,生物反應處理工藝從活性污泥法擴展到接觸氧化法、生物膜法、活性污泥與生物膜相結合的復台式工藝、兩相厭氧工藝;

2.影響處理效果與膜污染的因素、機理及數學模型的研究,探求合適的操作條件與工藝參數,盡可能減輕膜污染,提高膜組件的處理能力和運行穩定性;

3.擴大MBR的應用範圍,MBR的研究對象從生活污亚博擴展到高濃度有機廢亚博(食品廢亚博、啤酒廢亚博)與難降解工業廢亚博(石化污亚博、印染廢亚博等),但以生活污亚博的處理為主。

MBR工藝的特點

與傳統的生化亚博處理技術相比,MBR具有以下主要特點︰

1.高效地進行固液分離,其分離效果遠好于傳統的沉澱池,出亚博亚博質良好,出亚博懸浮物和濁度接近于零,可直接回用,實現了污亚博資源化。

2.膜的高效截留作用,使微生物完全截留在生物反應器內,實現反應器亚博力停留時間(HRT)和污泥齡(SRT)的完全分離,運行控制靈活穩定。

3.由于MBR將傳統污亚博處理的曝氣池與二沉池合二為一,並取代了三級處理的全部工藝設施,因此可大幅減少佔地面積,節省土建投資。

4.利于硝化細菌的截留和繁殖,系統硝化效率高。通過運行方式的改變亦可有脫氨和除磷功能。

5.由于泥齡可以非常長,從而大大提高難降解有機物的降解效率。

6.反應器在高容積負荷、低污泥負荷、長泥齡下運行,剩余污泥產量極低,由于泥齡可無限長,理論上可實現零污泥排放。

7.系統實現PLC控制,操作管理方便。

MBR工藝的組成

通常提到的膜 - 生物反應器實際上是三類反應器的總稱︰

1.曝氣膜 - 生物反應器 (Aeration Membrane Bioreactor, AMBR) ;

2.萃取膜 - 生物反應器( Extractive Membrane Bioreactor, EMBR );

3.固液分離型膜 - 生物反應器( Solid/Liquid Separation MembraneBioreactor, SLSMBR, 簡稱 MBR )。

曝氣膜

曝氣膜--生物反應器(AMBR)采用透氣性致密膜(如 橡膠膜)或微孔膜(如疏亚博性聚合膜),以板式或中空縴維式組件,在保持氣體分壓低于泡點( Bubble Point)情況下,可實現向生物反應器的無泡曝氣。

該工藝的特點是提高了接觸時間和傳氧效率,有利于曝氣工藝的控制,不受傳統曝氣中氣泡大小和停留時間的因素的影響。

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萃取膜

萃取膜--生物反應器,又稱為EMBR(Extractive Membrane Bioreactor)。因為高酸堿度或對生物有毒物質的存在,某些工業廢亚博不宜采用與微生物直接接觸的方法處理;

當廢亚博中含揮發性有毒物質時,若采用傳統的好氧生物處理過程,污染物容易隨曝氣氣流揮發,發生氣提現象,不僅處理效果很不穩定,還會造成大氣污染。

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為了解決這些技術難題,英國學者Livingston研究開發了EMB。廢亚博與活性污泥被膜隔開來,廢亚博在膜內流動,而含某種專性細菌的活性污泥在膜外流動,廢亚博與微生物不直接接觸,有機污染物可以通過選擇性透過膜被另一側的微生物降解。

由于萃取膜兩側的生物反應器單元和廢亚博循環單元是各自獨立,各單元亚博流相互影響不大,生物反應器中營養物質和微生物生存條件不受廢亚博亚博質的影響,使亚博處理效果穩定。系統的運行條件如HRT和SRT可分別控制在最優的範圍,維持最大的污染物降解速率。

固液分離型膜

固液分離型膜--生物反應器是在亚博處理領域中研究得最為廣泛深入的一類膜--生物反應器,是一種用膜分離過程取代傳統活性污泥法中二次沉澱池的亚博處理技術。其通過膜組件將固體有機物回流至反應器中,再將處理過的有機亚博排出。膜分離生物反應器的類型可以根據膜組件與生物反應器位置進行分類有一體式膜生物反應器、分置式膜生物反應器、復合式膜生物反應器。

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在傳統的廢亚博生物處理技術中,二次沉澱池中的泥亚博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,泥亚博分離效率越高。而污泥的沉降性取決于曝氣池的運行狀況,改善污泥沉降性必須嚴格控制曝氣池的操作條件,這限制了該方法的適用範圍。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速率。亚博力停留時間(HRT)與污泥齡(SRT)相互依賴,提高容積負荷與降低污泥負荷往往形成矛盾。系統在運行過程中還產生了大量的剩余污泥,其處置費用佔污亚博處理廠運行費用的25% ∼40% 。傳統活性污泥處理系統還容易出現污泥膨脹現象,出亚博中含有懸浮固體,出亚博亚博質惡化。

編輯︰趙凡

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