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(lái)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(lèi)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(lèi)膜生物反應(yīng)器,是一種用膜分離過(guò)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(guò)膜組件將固體有機(jī)物回流至反應(yīng)器中,再將處理過(guò)的有機(jī)水排出。膜分離生物反應(yīng)器的類(lèi)型可以根據(jù)膜組件與生物反應(yīng)器位置進(jìn)行分類(lèi)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。
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(lài)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(lài),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(guò)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(duì)上述問(wèn)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(shì)菌群)的出現(xiàn),提高了生化反應(yīng)速率;
同時(shí),通過(guò)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(wèn)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(wú)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。
3、萃取膜
萃取膜生物反應(yīng)器,又稱(chēng)為EMBR(Extractive 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;
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(guò)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(huì)造成大氣污染。
為了解決這些技術(shù)難題,英國(guó)學(xué)者Livingston研究開(kāi)發(fā)了EMB。廢水與活性污泥被膜隔開(kāi)來(lái),廢水在膜內(nèi)流動(dòng),而含某種專(zhuān)性細(xì)菌的活性污泥在膜外流動(dòng),廢水與微生物不直接接觸,有機(jī)污染物可以通過(guò)選擇性透過(guò)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(yíng)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。
二、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(lèi)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(kāi)設(shè)置。
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(guò)濾端,在壓力作用下混合液中的液體透過(guò)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(guò)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(duì)較低;占地較分置式更為緊湊,近年來(lái)在水處理領(lǐng)域受到了特別關(guān)注。
但是一般膜通量相對(duì)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)。
1)AO-MBR工藝
在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(huì)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。
2)A2O-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(lái)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(huì)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。
3)A2O/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(lái)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(duì)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(kāi)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(jí)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。
4)3A-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(guò)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(duì)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(guò)濾出水,實(shí)現(xiàn)了對(duì)污水中有機(jī)物和氮磷的去除。
5)A(2A)O-MBR工藝
生物脫氮所用碳源一般有3類(lèi):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。
6)SBR-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(lèi)型污水的處理要求,便于自動(dòng)控制等。
此外,SBR式的工作方式為除磷菌的生長(zhǎng)創(chuàng)造了條件,同時(shí)也滿(mǎn)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。
將SBR與MBR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(duì)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(guò)濾作用,反應(yīng)中的微生物能最大限度地增長(zhǎng),利于世代時(shí)間較長(zhǎng)的硝化及亞硝化細(xì)菌的生長(zhǎng)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。
電話(huà)
微信掃一掃