專業(yè)知識(shí)MBR技術(shù)在污水處理應(yīng)用

1、本文極具參考價(jià)值，如若有用請(qǐng)打賞支持我們！不勝感激!【專業(yè)知識(shí)】MBF技術(shù)在污水處理應(yīng)用【學(xué)員問(wèn)題】MB敲術(shù)在污水處理應(yīng)用？【解答】摘要：介紹了 MBF在國(guó)內(nèi)外污水處理中的研究及應(yīng)用，以及 MBF技術(shù)的分 類及特點(diǎn)。關(guān)鍵詞：膜生物反應(yīng)器污水處理特點(diǎn)膜生物反應(yīng)器（MembraneBioreactor，簡(jiǎn)稱MBR，是由膜分離和生物處理結(jié)合而成 的一種新型、高效的污水處理技術(shù)。膜分離技術(shù)最早應(yīng)用于微生物發(fā)酵工業(yè)，隨著 膜材料和制膜技術(shù)的發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，已經(jīng)涉及到化工、電子、輕工、 紡織、冶金、食品、石油化工和污水處理等多個(gè)領(lǐng)域。1、MBF技術(shù)在國(guó)外污水處理中的研究及應(yīng)用膜分離技術(shù)在污水處理

2、中的應(yīng)用開(kāi)始于 20世紀(jì)60年代末#1969年美國(guó)的Smith等人 首次將活性污泥法與超濾膜組件相結(jié)合用于處理城市污水的工藝研究，該工藝大膽 地提出了用膜分離技術(shù)取代常規(guī)活性污泥法中的二沉池，利用膜具有高效截留的物 理特性，使生物反應(yīng)器內(nèi)維持較高的污泥濃度，在F/M低比值下工作，這樣就可以使有機(jī)物盡可能地得到氧化降解，提高了反應(yīng)器的去除效率，這就是MBR勺最初雛形。進(jìn)入20世紀(jì)70年代，有關(guān)MBR勺研究進(jìn)一步深入開(kāi)展#1970年，Hardt等人使用完 全混合生物反應(yīng)器與超濾膜組合工藝處理生活污水，獲得了 98%勺CODfe除率和100%去除細(xì)菌的結(jié)果。1971年，Bemberis等人在污水處理

3、廠進(jìn)行了 MBR試驗(yàn)，取得了良 好的試驗(yàn)結(jié)果。1978年，Bhattacharyya等人將超濾膜用于處理城市污水，獲得了 非飲用回用水。1978年，Grethlein利用厭氧消化池與膜分離進(jìn)行了處理生活污水 的研究，B0併口 TN的去除率分別為90呀口 75%.在這一時(shí)期，盡管各國(guó)學(xué)者對(duì) MBF工藝做了大量的研究工作，并獲得了一定的研究 成果，但是由于當(dāng)時(shí)膜組件的種類很少，制膜工藝也不是十分成熟，膜的壽命通常 很短，這就限制了 MBF工藝長(zhǎng)期穩(wěn)定的運(yùn)行，從而也就限制了 MBF技術(shù)在實(shí)際工程 中的推廣應(yīng)用。進(jìn)入20世紀(jì)80年代以后，隨著材料科學(xué)的發(fā)展與制膜水平的提高，推動(dòng)了膜生物 反應(yīng)器技術(shù)的向

4、前發(fā)展，MBR工藝也隨之得到迅速發(fā)展。日本研究者根據(jù)本國(guó)國(guó)土狹 ?。〉貎r(jià)高的特點(diǎn)對(duì) MBF技術(shù)進(jìn)行了大力開(kāi)發(fā)和研究，并在 MBR技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā) 上走在了前列，使MBR技術(shù)開(kāi)始走向?qū)嶋H應(yīng)用。20世紀(jì)90年代以后，MBR技術(shù)得到了最為迅猛的發(fā)展，人們對(duì)MBF在生活污水處理! 工業(yè)廢水處理！飲用水處理等方面的應(yīng)用都進(jìn)行了研究，MBF已經(jīng)進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用階段, 并得到了快速的推廣。20世紀(jì)的最后幾年，人們圍繞著膜生物反應(yīng)器的關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行了較多的研究，并取 得了一些成果。有關(guān)膜生物反應(yīng)器的研究從實(shí)驗(yàn)室小試！中試規(guī)模走向了生產(chǎn)性試 驗(yàn)，應(yīng)用MBR勺中、小型污水處理廠也逐漸見(jiàn)諸報(bào)道。1998年初，歐洲第一座應(yīng)

5、用 一體式膜生物反應(yīng)器的生活污水處理廠在英國(guó)的Porlock建成運(yùn)行，成為英國(guó)膜生物反應(yīng)器技術(shù)的里程碑。本世紀(jì)初，人們對(duì)膜生物反應(yīng)器的研究方興未艾，使得該項(xiàng)技術(shù)正在逐漸趨于成熟。2、MBF技術(shù)在國(guó)內(nèi)污水處理中的研究及應(yīng)用我國(guó)對(duì)膜生物反應(yīng)器的研究雖然起步較晚，但發(fā)展速度很快。1991年，芩運(yùn)華對(duì)膜 生物反應(yīng)器的應(yīng)用進(jìn)行了綜述，介紹了 MBF在日本的研究狀況，這是我國(guó)學(xué)者對(duì)膜 生物反應(yīng)器做的較早的報(bào)道。隨后，江成璋等人進(jìn)行了中空纖維超濾膜在生物技術(shù) 中的應(yīng)用研究。1995年，樊耀波將MBR用于石油化工污水凈化的研究，研制出一套 實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的好氧分離式MBR.從1995年以來(lái)，我國(guó)對(duì)膜生物反應(yīng)器污水

6、處理技術(shù)的研究工作開(kāi)始全面展開(kāi)，多家 科研院所進(jìn)行了此方面的研究，清華大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境 研究中心、天津大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)等對(duì)膜生物反應(yīng)器的運(yùn)行特性、膜通量的影響因素、 膜污染的防止與清洗等方面做了大量細(xì)致的研究工作。2000年，顧平采用國(guó)產(chǎn)中空纖維膜對(duì)生活污水做了中試規(guī)模的 MBF研究，結(jié)果表明：MBRT藝出水懸浮物為零， 細(xì)菌總數(shù)優(yōu)于飲用水標(biāo)準(zhǔn)，CO丙氨氮的去除率都高于95%出水可直接回用。2001 年，張立秋等對(duì)一體式 MBR處理生活污水的主要設(shè)計(jì)參數(shù) HRT SRT等進(jìn)行了理論推 導(dǎo)，為實(shí)際工程設(shè)計(jì)提供了參考，并對(duì)膜堵塞機(jī)理進(jìn)行了深入研究探討，提出了膜 內(nèi)部生物堵塞的

7、存在。雖然，我國(guó)在MBRi術(shù)的研究探討方面取得了顯著的成績(jī)，但是同日本、英國(guó)、美 國(guó)等國(guó)家相比，我國(guó)的研究試驗(yàn)水平還比較落后，由于國(guó)產(chǎn)膜組件的種類較少，膜 質(zhì)量較差，壽命通常較短，因此在實(shí)際應(yīng)用中存在一定的問(wèn)題。雖然在我國(guó)膜生物 反應(yīng)器用于處理生活污水已有應(yīng)用，但到目前為止，設(shè)計(jì)完善、運(yùn)行良好的應(yīng)用膜 生物反應(yīng)器的生活污水處理廠還未見(jiàn)報(bào)道。3、MBRE藝的分類膜生物反應(yīng)器主要是由膜組件和生物反應(yīng)器兩部分組成 #根據(jù)膜組件與生物反應(yīng)器 的組合方式可將膜生物反應(yīng)器分為以下三種類型：分置式膜生物反應(yīng)器、一體式膜 生物反應(yīng)器和復(fù)合式膜生物反應(yīng)器。3.1分置式膜生物反應(yīng)器分置式膜生物反應(yīng)器是指膜組件與生

8、物反應(yīng)器分開(kāi)設(shè)置，相對(duì)獨(dú)立，膜組件與生物 反應(yīng)器通過(guò)泵與管路相連接#分置式膜生物反應(yīng)器的工藝流程如圖1所示。該工藝膜組件和生物反應(yīng)器各自分開(kāi)，獨(dú)立運(yùn)行，因而相互干擾較小，易于調(diào)節(jié)控 制，而且，膜組件置于生物反應(yīng)器之外，更易于清洗更換 #但其動(dòng)力消耗較大，加壓 泵提供較高的壓力，造成膜表面高速錯(cuò)流，延緩膜污染，這是其動(dòng)力費(fèi)用大的原因， 每噸出水的能耗為210kWh約是傳統(tǒng)活性污泥法能耗的1020倍，因此能耗較低 的一體式膜生物反應(yīng)器的研究逐漸得到了人們的重視。3.2 一體式膜生物反應(yīng)器一體式膜生物反應(yīng)器起源于日本，主要用于處理生活污水，近年來(lái)，歐洲一些國(guó)家 也熱衷于它的研究和應(yīng)用#一體式膜生物反

9、應(yīng)器是將膜組件直接安置在生物反應(yīng)器 內(nèi)部，有時(shí)又稱為淹沒(méi)式膜生物反應(yīng)器（SMB）依靠重力或水泵抽吸產(chǎn)生的負(fù)壓或 真空泵作為出水動(dòng)力#一體式膜生物反應(yīng)器工藝流程如圖2所示。該工藝由于膜組件 置于生物反應(yīng)器之中，減少了處理系統(tǒng)的占地面積，而且該工藝用抽吸泵或真空泵 抽吸出水，動(dòng)力消耗費(fèi)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于分置式膜生物反應(yīng)器，每噸出水的動(dòng)力消耗約是 分置式的1/10.如果采用重力出水，則可完全節(jié)省這部分費(fèi)用。但由于膜組件浸沒(méi)在 生物反應(yīng)器的混合液中，污染較快，而且清洗起來(lái)較為麻煩，需要將膜組件從反應(yīng) 器中取出。3.3復(fù)合式膜生物反應(yīng)器復(fù)合式膜生物反應(yīng)器也是將膜組件置于生物反應(yīng)器之中，通過(guò)重力或負(fù)壓出水，但 生

10、物反應(yīng)器的型式不同#復(fù)合式MBR是在生物反應(yīng)器中安裝填料，形成復(fù)合式處理 系統(tǒng)。在復(fù)合式膜生物反應(yīng)器中安裝填料的目的有兩個(gè)：一是提高處理系統(tǒng)的抗沖擊負(fù)荷，保證系統(tǒng)的處理效果；二是降低反應(yīng)器中懸浮性活性污泥濃度，減小膜污染的程度， 保證較高的膜通量。復(fù)合式膜生物反應(yīng)器中，由于填料上附著生長(zhǎng)著大量微生物，能夠保證系統(tǒng)具有較 高的處理效果并有抵抗沖擊負(fù)荷的能力，同時(shí)又不會(huì)使反應(yīng)器內(nèi)懸浮污泥濃度過(guò)高， 影響膜通量。4、MBRT藝的特點(diǎn)4.1對(duì)污染物的去除效率高M(jìn)BR寸懸浮固體（SS濃度和濁度有著非常良好的去除效果。由于膜組件的膜孔徑非 常?。?.011&mu；m，可將生物反應(yīng)器內(nèi)全部的懸浮物和污泥都截

11、留下來(lái)，其固液 分離效果要遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于二沉池， MBR寸SS的去除率在99%以上，甚至達(dá)到100%濁度 的去除率也在90%以上，出水濁度與自來(lái)水相近。由于膜組件的高效截留作用，將全部的活性污泥都截留在反應(yīng)器內(nèi)，使得反應(yīng)器內(nèi) 的污泥濃度可達(dá)到較高水平，最高可達(dá) 4050g/L.這樣，就大大降低了生物反應(yīng)器 內(nèi)的污泥負(fù)荷，提高了 MBR寸有機(jī)物的去除效率，對(duì)生活污水 COD勺平均去除率在 94%以上, BOD勺平均去除率在96%以上。同時(shí)，由于膜組件的分離作用，使得生物反應(yīng)器中的水力停留時(shí)間（HRT和污泥停留時(shí)間（SRT是完全分開(kāi)的，這樣就可以使生長(zhǎng)緩慢、世代時(shí)間較長(zhǎng)的微生物（如 硝化細(xì)菌）也能在反應(yīng)

12、器中生存下來(lái)，保證了MBF除具有高效降解有機(jī)物的作用外，還具有良好的硝化作用。研究表明，MBR在處理生活污水時(shí)，對(duì)氨氮的去除率平均在 98%以上，出水氨氮濃度低于1mg/L.此外，選擇合適孔徑的膜組件后，MBR寸細(xì)菌和病毒也有著較好的去除效果，這樣就可以省去傳統(tǒng)處理工藝中的消毒工藝，大大簡(jiǎn)化了工藝流程。另外，在DO濃度較低時(shí)，在菌膠團(tuán)內(nèi)部存在缺氧或厭氧區(qū)，為反硝化創(chuàng)造了條件。 僅采用好氧MBF工藝，雖然對(duì)TP的去除效率不高，但如果將其與厭氧進(jìn)行組合，則 可大大提高TP的去除率。研究表明，采用 A/O復(fù)合式MBR工藝，對(duì)TP的去除率可 達(dá)70%以上。4.2具有較大的靈活性和實(shí)用性在城市污水或工業(yè)

13、廢水處理中，傳統(tǒng)的處理工藝（格柵 +沉砂池+初沉池+曝氣池+二 沉池+消毒池）流程較長(zhǎng)，占地面積大，而出水水質(zhì)又不能保證。而MBF工藝（篩網(wǎng)過(guò)濾+MBR則因流程短、占地面積?。√幚硭快`活等特點(diǎn)，而呈現(xiàn)出明顯優(yōu)勢(shì)#MBR 的出水量根據(jù)實(shí)際情況，只需增減膜組件的片數(shù)就可完成產(chǎn)水量調(diào)整，非常簡(jiǎn)單、 方便。對(duì)于傳統(tǒng)的活性污泥法工藝中出現(xiàn)的污泥膨脹現(xiàn)象，MBR由于不用二沉池進(jìn)行固液分離，可以輕松解決。這樣，就大大減輕了管理操作的復(fù)雜程度，使優(yōu)質(zhì)！穩(wěn)定的出 水成為可能。同時(shí)，MBRT藝非常易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，提高了污水處理的自動(dòng)化水平。4.3解決了剩余污泥處置難的問(wèn)題剩余污泥的處置問(wèn)題，是污水處理廠運(yùn)行好壞的關(guān)鍵問(wèn)題之一#MBRX藝中，污泥負(fù)荷非常低，反應(yīng)器內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)相對(duì)缺乏，微生物處在內(nèi)源呼吸區(qū)，污泥產(chǎn)率低，因 而使得剩余污泥的產(chǎn)生量很少，SRT得到延長(zhǎng)，排除的剩余污泥濃度大，可不用進(jìn)行 污泥濃縮，而直接進(jìn)行脫水，這就大大節(jié)省了污泥處理的費(fèi)用。有研究得出，在處 理生活污水時(shí)，MBRt佳的排泥時(shí)間在35d左右。由上述可知，MBRT藝所具有的優(yōu)越性，是目前其他處理工藝無(wú)法比擬的 #該工藝在 城市污水或生活污水處理！高濃度有機(jī)廢水、難降解有機(jī)廢水以及中水回用等