膜生物反應(yīng)器(Membrane Bio-Reactor,MBR)為膜分離技術(shù)與生物處理技術(shù)有機(jī)結(jié)合之新型態(tài)廢水處理系統(tǒng)。以膜組件取代傳統(tǒng)生物處理技術(shù)末端二沉池,在生物反應(yīng)器中保持高活性污泥濃度,提高生物處理有機(jī)負(fù)荷,從而減少污水處理設(shè)施占地面積,并通過(guò)保持低污泥負(fù)荷減少剩余污泥量。主要利用膜分離設(shè)備截留水中的活性污泥與大分子有機(jī)物。膜生物反應(yīng)器系統(tǒng)內(nèi)活性污泥(MLSS)濃度可提升至8000~10,000mg/L,甚至更高;污泥齡(SRT)可延長(zhǎng)至30天以上。
膜生物反應(yīng)器因其有效的截留作用,可保留世代周期較長(zhǎng)的微生物,可實(shí)現(xiàn)對(duì)污水深度凈化,同時(shí)硝化菌在系統(tǒng)內(nèi)能充分繁殖,其硝化效果明顯,對(duì)深度除磷脫氮提供可能。
一、組成部分
1.格柵
污水中經(jīng)常含有大量雜物,為了保證MBR系統(tǒng)的正常運(yùn)行,必須將各種纖維、渣物、廢 紙等雜物攔截在系統(tǒng)之外,因此在系統(tǒng)前設(shè)置格柵,定期將柵渣清理干凈。
2.調(diào)節(jié)池
收集的污水水量和水質(zhì)都是隨著時(shí)間變化的,為了保證后續(xù)處理系統(tǒng)的正常運(yùn)行,降低 運(yùn)行負(fù)荷,需要對(duì)污水的水量和水質(zhì)進(jìn)行調(diào)解,因此在進(jìn)入生物處理系統(tǒng)前設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)池。調(diào)節(jié)池內(nèi)需要定期清理沉淀物。調(diào)節(jié)池一般設(shè)置溢流,在負(fù)荷過(guò)大的情況下,保證系統(tǒng) 的運(yùn)行正常。
3.MBR反應(yīng)池
在MBR反應(yīng)池里進(jìn)行著有機(jī)污染物的降解和泥水的分離。作為處理系統(tǒng)的核心部分,反應(yīng)池里面包括微生物菌落、膜組件、集水系統(tǒng)、出水系統(tǒng)、曝氣系統(tǒng)。
4.消毒裝置
根據(jù)出水的要求,系統(tǒng)設(shè)計(jì)有消毒裝置,可自動(dòng)控制加藥量。
5.計(jì)量裝置
為了能夠保證系統(tǒng)運(yùn)行良好,需要采用一定的計(jì)量裝置進(jìn)行系統(tǒng)的參數(shù)控制。計(jì)量控制儀器包括流量計(jì)和水表等。
6.電控裝置
電控箱安裝于設(shè)備機(jī)房?jī)?nèi)。主要控制進(jìn)水泵、風(fēng)機(jī)和抽吸泵。控制有手動(dòng)控制和自動(dòng)控制兩種形式。進(jìn)水泵在PLC控制下,根據(jù)各反應(yīng)池水位情況,自動(dòng)運(yùn)行。抽吸泵運(yùn)行按預(yù)設(shè)時(shí)間周期間歇控制,當(dāng)MBR反應(yīng)池低水位時(shí),抽吸泵自動(dòng)停止,以保護(hù)膜組器。
二、反應(yīng)器工藝
MBR是膜分離技術(shù)與生物處理法的高效結(jié)合,其起源是用膜分離技術(shù)取代活性污泥法中的二沉池,進(jìn)行固液分離。這種工藝不僅有效地達(dá)到了泥水分離的目的,而且具有污水三級(jí)處理傳統(tǒng)工藝不可比擬的優(yōu)點(diǎn):
1、高效地進(jìn)行固液分離,其分離效果遠(yuǎn)好于傳統(tǒng)的沉淀池,出水水質(zhì)良好,出水懸浮物和濁度接近于零,可直接回用,實(shí)現(xiàn)了污水資源化。
2、膜的高效截留作用,使微生物完全截留在生物反應(yīng)器內(nèi),實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器水力停留時(shí)間(HRT)和污泥齡(SRT)的完全分離,運(yùn)行控制靈活穩(wěn)定。
3、由于MBR將傳統(tǒng)污水處理的曝氣池與二沉池合二為一,并取代了三級(jí)處理的全部工藝設(shè)施,因此可大幅減少占地面積,節(jié)省土建投資。
4、利于硝化細(xì)菌的截留和繁殖,系統(tǒng)硝化效率高。通過(guò)運(yùn)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(zhǎng),從而大大提高難降解有機(jī)物的降解效率。
6、反應(yīng)器在高容積負(fù)荷、低污泥負(fù)荷、長(zhǎng)泥齡下運(yùn)行,剩余污泥產(chǎn)量極低,由于泥齡可無(wú)限長(zhǎng),理論上可實(shí)現(xiàn)零污泥排放。
7、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)PLC控制,操作管理方便
MBR膜生物反應(yīng)器是一種由膜分離單元與生物處理單元相結(jié)合的新型水處理技術(shù),以膜組件取代二沉池在生物反應(yīng)器中保持高活性污泥濃度減少污水處理設(shè)施占地,并通過(guò)保持低污泥負(fù)荷減少污泥量。與傳統(tǒng)的生化水處理技術(shù)相比,MBR具有以下主要特點(diǎn):處理效率高、出水水質(zhì)好;設(shè)備緊湊、占地面積小;易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、運(yùn)行管理簡(jiǎn)單。80年代以來(lái),該技術(shù)愈來(lái)愈受到重視,成為研究的熱點(diǎn)之一。膜生物反應(yīng)器己應(yīng)用于美國(guó)、德國(guó)、法國(guó)和埃及等十多個(gè)國(guó)家,規(guī)模從6m3/d至 13000m3/d不等。
三、應(yīng)用領(lǐng)域
1.工業(yè)廢水
各類飲料工廠、酒廠、食品廠、畜牧、屠宰廢水處理、 染整、皮革、紙漿廠、制藥業(yè)、高濃度有機(jī)等之廢水處理、舊有污水廠制程改善、逆滲透系統(tǒng)之前處理。
2.污水回收
大型市政廢水處理及再利用、社區(qū)生活中水回用、百貨、辦公大樓中水回用、餐廳或風(fēng)景區(qū)廢水處理及再利用、地表水凈化處理、洗車廠船舶污水回收再利用。
放流水直接過(guò)濾,完全取代砂濾。操作人力省、逆洗超快、無(wú)逆洗水出現(xiàn)。降低SS保證至10以下,但往往逼近0,取代傳統(tǒng)RO前處理。取代純水制造的前處理。
3.地下水砂粒過(guò)濾。
配合MBR工法,不用沉淀池、污泥濃縮池、砂濾池等用地節(jié)省。更大大去除COD與BOD。尤其對(duì)于BOD去除率超顯著,20以下為正常值。MBR工藝再配合A/O、A2/O工藝,可大舉降低氮與磷,適用在水質(zhì)與水源保護(hù)區(qū)。
四、反應(yīng)器特點(diǎn)
(1)出水水質(zhì)好,穩(wěn)定性高膜過(guò)渡出水使得膜生物反應(yīng)器內(nèi)獲得比普通活性污泥法高得多的生物濃度,極大地提高了生物降解能力和抗負(fù)荷沖擊能力。同時(shí),污泥停留時(shí)間較長(zhǎng),這也為難降解有機(jī)物分解菌和硝化菌等增殖速度慢的微生物得以在反應(yīng)器內(nèi)繁殖富集,特別是對(duì)難降解有機(jī)物和氨氮的去除可以取得理想效果。另一方面,膜生物反應(yīng)器膜分離對(duì)小于膜孔徑有機(jī)大分子物質(zhì)的截留作用,能夠確保濾后出水在除菌、消除懸浮物和降低BOD方面很穩(wěn)定。
(2)占地少膜生物反應(yīng)器可以維持較高的污泥濃度,通常MLSS為8~20g/L,是傳統(tǒng)生物處理的2.5~5倍,同時(shí)系統(tǒng)省去了二沉池和污泥回流設(shè)備,因而占地面積省。
(3)膜生物反應(yīng)器操作維護(hù)簡(jiǎn)單膜分離單元工藝簡(jiǎn)單,出水和運(yùn)行不受污泥泥膨脹等因素的影響,操作維護(hù)簡(jiǎn)單方便,且易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制管理。
(4)膜生物反應(yīng)器污泥處水費(fèi)用低系統(tǒng)污泥濃度高,泥齡長(zhǎng),這意味著排泥量少,產(chǎn)泥量?jī)H占傳統(tǒng)工藝的30%,這對(duì)后續(xù)的污泥處理極為有利。
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