污水处理技术工艺

膜生物反应器在污水处理中的应用

发布日期:2019-07-13 / 发布者:鸿淳环保科技 / 点击:

近年来,随着污水排放量的快速增长,膜生物反应器以其出水水质好、占地面积小、易于控制等优点得到了迅速的推广。本文综述了膜生物反应器的类型、研究过程、应用及优缺点。介绍了膜生物反应器存在的最大问题,即膜污染和防止膜污染。希望为膜生物反应器的进一步研究和应用提供参考。

一、膜生物反应器简介

膜生物反应器(MBR)是将膜分离技术与生物废水处理技术相结合的新型废水处理系统。其主要部件包括生物反应器、膜组件和控制系统。其中,生物反应器主要产生污染物降解,为降解过程提供了场所。膜组件由膜及其支撑部分组成,是整个反应器的核心部分。

由于不同的膜组件和膜组件与生物反应器的不同组合,MBR可以有多种分类方法:

(1)根据生物反应器膜组件的孔径大小,MBR反应器可分为微滤、超滤、纳滤和渗透蒸发。

(2)根据生物反应器反应过程中是否需要曝气,可分为好氧MBR和厌氧MBR。好氧型主要处理城市污水和生活污水,厌氧型主要处理高浓度有机废水。

(3)根据膜组件中膜的形式和排列,MBR可分为板框式,螺旋线圈型,圆管型,毛细管型和中空纤维型膜组件。其中,常见的是板框和中空纤维。

(4)根据膜组件的作用,可分为分离膜生物反应器、曝气膜生物反应器和萃取膜生物反应器。分离膜生物反应器主要用于去除污水中的悬浮颗粒,有效地完成固液分离。曝气主要用于高耗氧废水的处理。萃取型主要用于工业废水处理,完成废水中污染物的萃取和收集。

(5)根据膜组件与生物反应器的位置摆放不同,MBR可分为分置式和一体式膜生物反应器。分置式膜生物反应器又称循环式膜生物反应器,混合液通过增压进入组件内部,在压力作用下,液体透过膜而固体颗粒被截留,浓缩液回流至生物反应器进行循环。而一体式则是直接将膜组件放在反应器内部。

二,MBR研究的历史和应用

1.MBR的研究历程

20世纪60年代,活性污泥生物反应器与错流膜过滤相结合,首次实现了MBR在废水处理中的应用。 1989年,研究人员将膜组件放入生物反应器中,突破了集成MBR反应器的进程。自20世纪90年代以来,由于膜通量的不断提高,膜污染控制技术和膜材料也得到了很大的改进,膜生物反应器的成本也越来越低,这一过程受到越来越多的关注。截至2006年,全球使用的膜生物反应器的总价值达到2.16亿美元。相对而言,中国的发展起步较晚,但发展趋势较快,增长速度远远超过世界平均增长率。它目前在许多实际的污水处理中得到很好的应用。

2.MBR的应用

(1)MBR在城市污水处理中的应用

20世纪90年代末,随着综合MBR的出现,膜反应器在城市污水处理中的应用迅速发展。到2005年,北美已完成219个MBR城市污水处理项目。虽然中国起步较晚,但发展很快。目前,中国有许多正在运营或在建的项目。

(2)膜生物反应器在工业废水处理中的应用

与城市污水处理相比,膜生物反应器在工业废水处理领域具有更大的优势。据统计,膜生物反应器占工业废水处理的41%,广泛应用于印染、焦化、电镀、炼油、食品、石化、啤酒、医药、垃圾渗滤液的处理。

三、MBR的特点

与传统水处理方法相比,MBR具有以下明显特征:

(1)MBR能有效截留污水中的微生物,分离污泥龄和水力停留时间。通过调节污泥龄,硝化细菌、反硝化细菌等生长周期较长的微生物也可成为优势菌。在一定程度上可以提高整个反应器的脱氮效率,使操作更加灵活稳定。

(2)MBR固液分离效率高,出水效果好,稳定,受进水水质影响较小。由于膜的有效保留,反应器中较大的颗粒物质,大分子有机物质,细菌等被捕获在膜的进水侧。同时,不考虑污泥膨胀。

(3)污泥浓度高,剩余污泥产量小。 MBR可在高容量负荷和低污泥负荷条件下运行,并且剩余污泥产量低,这大大降低了后续加工成本。

(4)MBR反应器结构紧凑,工艺设备集中,占地面积小。易于实现综合自动化控制,操作管理方便。

虽然MBR具有上述特性,但它也具有严重的膜污染,氧利用率低,投资成本高,水处理能耗高,以及化学清洗废液引起的二次污染等缺点。膜污染是影响MBR在实际应用中促进的最大限制因素。

四、膜污染

1.膜污染形成原因

膜污染是指在操作过程中膜表面废水中微小颗粒,胶体或大分子溶质相互作用引起的膜孔堵塞现象。污染类型的主要特征是孔隙堵塞,孔隙沉积,表面污染(污泥层形成)和各种污染形式的组合。膜污染主要分为以下几类:

(1)短期污染,由于浓差极化和凝胶层在短时间内形成,膜通量急剧下降,是可逆性污染。

(2)长期污染,由于微小颗粒在废水和膜表面的长期影响造成的膜污染,这是不可逆的污染,可以通过化学清洗方法回收。

(3)不可逆的膜污染,由于反应器的长期运行而无法去除的污染。

2.膜污染影响因素

(1)膜本身的性质

影响膜污染的主要因素包括膜材料、孔径、亲水性、表面粗糙度、电荷性质和密度。膜组件根据膜材料的不同,主要分为无机膜和有机膜。膜生物反应器中使用的膜主要是无机膜,其使用寿命比有机膜长,不易形成膜污染。膜的孔径和分布对膜污染也有一定的影响。不同的溶液性质和粒径分布要求不同的膜材料孔径。与大孔径膜相比,小孔径膜更容易截留溶液中的污染物,造成沉积层,膜阻力增大,膜污染加剧。膜材料的疏水性也会影响膜污染。

(2)混合液性质

膜生物反应器中的膜污染主要来自混合溶液中的物质。结果表明,悬浮物浓度(MLSS)直接影响混合物的粘度,随着粘度的增加,过滤性能下降。当流速较低或曝气强度不足以冲走附着在膜表面的物质时,容易产生污染层。颗粒在溶液中的大小和分布对膜污染的形成也有很大的影响。粒径越小,越容易沉积在表面。沉积层越密,膜污染越严重。另外,曝气量、机械搅拌速度和膜表面横流速度都会影响膜的污染程度。

(3)操作条件

操作条件可直接或间接影响膜污染。研究表明,适当增加污泥龄可以减少微生物产物和细胞外聚合物的形成,从而减少膜污染。但是,污泥老化时间过长会增加污泥浓度,导致膜污染更严重。因此,实际的城市污水应用通常具有5-20天的SRT。

3.膜污染的防治

目前国内外膜污染防治主要集中在以下几个方面:

(1)为了改变混合液的特性,在过滤前在混合液中加入适当的药剂或载体(如PAL和填料),以改变进料或溶质的性质,降低膜的污染负荷。

(2)膜的表面改性。膜表面的改性主要表现在以下几个方面:新型无机膜的发展;改善膜的亲水性,提高膜的抗污染性能;生产有机 - 无机杂化膜,其将无机膜与有机膜结合。优势。

(3)优化操作条件和反应器结构。通过选择合适的操作压力、膜通量、曝气强度、HRT、SRT、抽吸时间和停泵时间,确定最佳参数;保持良好的生物条件,防止污泥膨胀和EPS的形成;间歇操作、停堆曝气和P周期性反洗。

(4)膜清洗。为了恢复膜通量,必须清洁膜,包括物理,化学,超声波和电气清洁。

膜生物反应器在污水处理中的应用

优质文章推荐

更专业的污水处理工程设计、工程总包服务

鸿淳环保公司成立以来一直专注于为企业提供更专业的污水处理方案,切实解决客户的污水处理难题。运用我们自主研发的多项专利技术和专利设备已成功为全国各地的众多企业提供了专业的污水处理方案,尤其是在两广地区,已有超过30个不同行业不同污水类型的成功案例并系统正常运行稳定出水达标。雄厚的技术实例、专业产品和高效服务水平,一定能成为您值得信赖的污水处理解决专家。

foto
鸿淳环保运用自主研发的污水处理专利技术,针对客户实际情况,一站式轻松解决污水处理困扰
  • 更节省成本的污水处理方案
  • 占地更少的系统规划
  • 有效降低污水处理成本
  • 博士级专家免费提供技术方案
  • 多行业领域丰富成功实例经验
  • 完善的售后服务确保出水达标

公司一直与国内著名专业设计院紧密合作,拥有一批具有丰富理论知识和时间经验的水处理专家,经长期的技术研发和经验积累,成功研发出多项污水处理的专利技术,在实际的运用中取得良好的效果和口碑。我们的团队拥有更专业的污水处理工程设计、方案定制能力,设备的采购、安装调试及运行管理一站式解决客户污水处理难题。