MBR膜生物反應(yīng)器技術(shù)及應(yīng)用情況_第1頁(yè)
MBR膜生物反應(yīng)器技術(shù)及應(yīng)用情況_第2頁(yè)
MBR膜生物反應(yīng)器技術(shù)及應(yīng)用情況_第3頁(yè)
MBR膜生物反應(yīng)器技術(shù)及應(yīng)用情況_第4頁(yè)
MBR膜生物反應(yīng)器技術(shù)及應(yīng)用情況_第5頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、MBR膜生物反應(yīng)器技術(shù)及應(yīng)用情況污水處理已經(jīng)發(fā)展出了活性污泥法及生物膜法兩種相對(duì)成熟的處理工藝(processes)。然而,隨著人口的迅速增長(zhǎng)及工業(yè)化水平的不斷提高和發(fā)展,污水的總量越來(lái)越大,成分越來(lái)越復(fù)雜,如果繼續(xù)以常規(guī)工藝進(jìn)行處理,不但費(fèi)時(shí)費(fèi)力,還會(huì)占用非常寶貴的土地資源,且不一定會(huì)得到理想的處理效果。MBR膜生物反應(yīng)器(membranesbioreactors),作為一種新型高效的水處理技術(shù),發(fā)展日趨成熟,目前已經(jīng)在歐美、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家得到了大規(guī)模的應(yīng)用。該技術(shù)的最大特點(diǎn)便是能在大幅提高處理效率的同時(shí),大大節(jié)省占地面積,特別是對(duì)于迫切需要水資源循環(huán)利用的地區(qū),其優(yōu)良的出水水質(zhì)完全能夠滿足

2、回用水要求。一、污水的生物處理技術(shù)MBR工藝的基礎(chǔ),來(lái)自生物處理技術(shù)中的活性污泥法(Activatedsludgeprocess),及物化處理技術(shù)中膜分離。污水生物處理是利用各種不同類型微生物新陳代謝功能,對(duì)污水中的污染物質(zhì)進(jìn)行分解和轉(zhuǎn)化,從而使污水得到凈化的處理方法,用更形象的說(shuō)法便是微生物在自身生長(zhǎng)增殖的過(guò)程中“吃”掉了水中的污染物。根據(jù)微生物生長(zhǎng)方式的不同,生物處理技術(shù)又分成懸浮生長(zhǎng)和附著生長(zhǎng)法;其中懸浮生長(zhǎng)法是指通過(guò)適當(dāng)?shù)姆椒ㄊ刮⑸镌诔刂斜3謶腋顟B(tài)并與污水中的有機(jī)物充分接觸以完成降解過(guò)程,其典型代表便是活性污泥法,而我們通常所說(shuō)活性污泥便是指污水中懸浮的、具有降解能力的微生物群;而

3、與之相對(duì)的附著生長(zhǎng)法,主要指生物膜法:微生物附著在填料上生長(zhǎng),形成生物膜,污水通過(guò)布水流經(jīng)生物膜時(shí),微生物與污水中的污染物接觸,完成對(duì)污水的凈化。1、活性污泥法簡(jiǎn)介目前,基于處理效果、運(yùn)行成本及管理維護(hù)等多方面因素的考慮,活性污泥法及其各衍生技術(shù)的應(yīng)用更為廣泛。所謂活性污泥法的變種,是基于排放要求的不同,針對(duì)某些污染物的處理所進(jìn)行的工藝調(diào)整。作為國(guó)家節(jié)能減排的兩個(gè)重要指標(biāo)之一,化學(xué)需氧量(COD,ChemicalOxygenDemand)始終是衡量污水排放及污水處理的最具代表性、同時(shí)也是最廣泛衡量的指標(biāo),是指用化學(xué)氧化劑氧化水中有機(jī)污染物時(shí)所消耗的氧化劑的量。生化需氧量(BOD,Biochem

4、icalOxygenDemand),是指水中污染物被好氧微生物分解時(shí)所需要的氧量。通常我們用BOD與COD的比值(B/C)來(lái)衡量污水的可生化降解的程度,生活污水的B/C值在0.7左右,屬于生化性優(yōu)良的原水。然而,水中其他污染的控制也是十分重要的,諸如前一段時(shí)期引起廣泛關(guān)注的太湖藍(lán)藻爆發(fā),便是由于水中氮磷一類的污染物超標(biāo)所導(dǎo)致的水體富營(yíng)養(yǎng)化。對(duì)這類物質(zhì)進(jìn)行降解,必須經(jīng)過(guò)好氧厭氧交替過(guò)程,如AAO工藝等,都可視為活性污泥法的變種。由于活性污泥法中微生物是懸浮在污水中,因此,出水前必需要進(jìn)行泥水分離,以得到澄清的出水,而在傳統(tǒng)方法中,這一過(guò)程通常由二沉池(Twosinkthepond)通過(guò)沉淀的方法

5、來(lái)完成。由于活性污泥的顆粒較小,所以二沉池的面積必須非常大,且容積必須能夠保持一定的停留時(shí)間,才能滿足基本的泥水分離需要。原水-預(yù)處理-生化反應(yīng)池-二沉池-消毒-出水(活性污泥法的常規(guī)工藝流程)這樣一來(lái)便會(huì)帶來(lái)兩個(gè)問(wèn)題,一是污泥停留時(shí)間與水力停留時(shí)間的直接相關(guān),二是占地面積的擴(kuò)大。所謂的污泥停留時(shí)間是指微生物在處理系統(tǒng)中的停留時(shí)間,從微生物學(xué)的角度來(lái)講,生物群落的生長(zhǎng)可以分為4個(gè)周期,延遲期(適應(yīng)期)、對(duì)數(shù)增長(zhǎng)期、穩(wěn)定期(減速增長(zhǎng)期)和衰亡期(內(nèi)源呼吸期),而并不是所有時(shí)期的微生物都具有良好的處理效率。我們通常需要有一定“年齡”的微生物,因?yàn)榇藭r(shí)的生物群落更豐富,對(duì)污染物有更強(qiáng)的吸附和處理能力

6、,同時(shí)也能確保出水水質(zhì)。而決定污泥泥齡的關(guān)鍵,便是每天排出處理系統(tǒng)的微生物的量。因?yàn)樾律奈⑸锉旧頃?huì)分泌粘性物質(zhì),從而聚集成較大的顆粒,能更好地沉淀;而年長(zhǎng)的微生物相對(duì)絮體較散,更難沉降,所以我們可以認(rèn)為排除二沉池的污泥是老化的污泥,這樣,新增的污泥逐漸替代老化的污泥,直到反應(yīng)池中的活性污泥全部更新次。我們通常所指的污泥齡(SRT)的實(shí)質(zhì)就是反應(yīng)池中的活性污泥全部更新一次所需要的時(shí)間。簡(jiǎn)單的來(lái)說(shuō),就是污水進(jìn)水流量的變化會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)池中污泥的生物性狀發(fā)生變化,從而影響其處理效率。2、活性污泥法的缺陷在污水處理工藝流程中,二沉池的面積也是非??捎^的。個(gè)1萬(wàn)噸(小規(guī)模)污水處理廠(Sewagetre

7、atmentplant),需要4座直徑為30m的圓形二沉池,而且每個(gè)池體之間都要保持定的距離以考慮排布管道及整體沉降控制,因此需要極大的占地面積??偟膩?lái)說(shuō),二沉池的固液分離效率從某種程度上限制了生物反應(yīng)池的處理效果,而且還會(huì)占用極大的空間和土地資源。同時(shí),活性污泥法還存在著剩余污泥的問(wèn)題。二沉池沉淀所得的污泥,除了部分需要回流至生化池以維持定的污泥濃度,而其他部分則是作為剩余污泥排放。污泥處理是污水處理的重要組成部分。對(duì)于以活性污泥法為主的城鎮(zhèn)污水處理廠,污泥處理系統(tǒng)的建設(shè)投資約占污水處理廠總投資的20%30%,而污泥處理的投資和運(yùn)行費(fèi)用與選擇的工藝密切相關(guān)。在常規(guī)處理過(guò)程的出水前還有消毒的步

8、驟,現(xiàn)在常用的消毒工藝有加氯接觸消毒和自外消毒。加氯消毒通常要求停留時(shí)間不小于30min,既一個(gè)規(guī)模為1萬(wàn)噸每天的污水處理廠,需要一個(gè)200多個(gè)立方的接觸池,出于流態(tài)方面的考慮,還必須設(shè)計(jì)折板、流道、控制水深流速等以保持消毒劑的接觸效果;而消毒劑則需要持續(xù)投加,購(gòu)買藥劑的成本不說(shuō),由于氯是有毒物質(zhì),存放及運(yùn)輸過(guò)程中的安全性也需要考慮。紫外線消毒的占地省,構(gòu)造簡(jiǎn)單,但設(shè)備的投資高,且大功率的紫外線消毒設(shè)備耗電量大,運(yùn)行費(fèi)用高。有沒(méi)有一種更高效的固液分離的方法,可以替換傳統(tǒng)的二沉池,既能減少土地資源占用,維持高處理效率和穩(wěn)定的出水水質(zhì),又能夠避免過(guò)多的剩余污泥產(chǎn)生,同時(shí)還能對(duì)致病菌有截留作用。膜分

9、離的方法給出了答案。二、膜分離技術(shù)膜分離,尤其是液體的分離,以前通常用于工業(yè)中的提純與混合液的分離。隨著水處理技術(shù)的發(fā)展,該工藝開(kāi)始逐漸在水處理的環(huán)節(jié)得中到應(yīng)用。根據(jù)不同的膜表面孔徑大小,可以分為過(guò)濾、微濾(MF)、超濾(UF)及納濾(NF)等,膜生物反應(yīng)器中通常采用的是微濾和超濾膜,其分離機(jī)理主要是篩分效應(yīng),類似于我們通常所指的過(guò)濾,但其又不完全相同,因膜結(jié)構(gòu)的不同,截留作用大體可以分為機(jī)械截留、吸附截留及架橋作用等。膜與生物處理工藝結(jié)合的膜生物反應(yīng)器研究(MBR)迄今已有30多年的歷史;在國(guó)外,商業(yè)應(yīng)用也已經(jīng)有了20年的歷史,而對(duì)于我國(guó)來(lái)說(shuō),該項(xiàng)技術(shù)尚在推廣起步階段。1、膜生物反應(yīng)器(MB

10、R)膜生物反應(yīng)器(MBR)最大的特點(diǎn)便是用膜組建代替?zhèn)鹘y(tǒng)工藝中的二沉池進(jìn)行固液分離以得到澄清的出水。然而,看似簡(jiǎn)單的一加一,其帶來(lái)的效應(yīng)卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止二。MBR與傳統(tǒng)活性污泥法相比有以下明顯優(yōu)勢(shì):(1)污染物去除率高,出水水質(zhì)好MBR既可以用于常規(guī)活性污泥法難以處理的高濃度、難降解有機(jī)工業(yè)廢水處理,又可以用于生活污水和一般工業(yè)廢水的凈化。在MBR中,由于膜組件對(duì)于反應(yīng)池中的微生物,尤其是對(duì)于世代周期較長(zhǎng)的硝化反硝化菌種,及存在于小污泥顆粒中的微生物具有相當(dāng)好的截留作用,因此提高微生物種群的豐富性,對(duì)緩解水體富營(yíng)養(yǎng)化具有極大的優(yōu)勢(shì);同樣由于膜的截留JMBR體系中活性污泥可以高達(dá)(MLSS)8000-

11、15000mg/L,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于常規(guī)活性污泥法(約3000-4000mg/L),對(duì)污染物去除效率高,處理出水水質(zhì)好,不僅對(duì)懸浮物(SS)、有機(jī)物去除效率高,出水的懸浮物(SS)和濁度可以接近零,而且可以去除細(xì)菌、病毒等可以作為污水深度處理及資源化技術(shù)。生活污水經(jīng)膜生物反應(yīng)器處理后可以做到肉眼觀察與自來(lái)水無(wú)異,特別適合缺水地區(qū)作回用處理。(2)負(fù)荷變化適應(yīng)強(qiáng),耐沖擊負(fù)荷膜生物反應(yīng)器由于膜的高效截留作用,實(shí)現(xiàn)了反應(yīng)池內(nèi)水力停留時(shí)間(HRT)和污泥停留時(shí)間(SRT)的完全分離,即使進(jìn)水量突然增大,整個(gè)反應(yīng)器內(nèi)部的生物性狀也能保持在一個(gè)比較穩(wěn)定的狀態(tài);同時(shí),由于污泥濃度的提高,強(qiáng)化了活性污泥的吸附作用;而

12、且,在膜的截留作用下,未被微生物降解的大顆粒污染物也不會(huì)隨著出水排除,能夠留在反應(yīng)器內(nèi)部慢慢處理,直到被分解后才透過(guò)膜排出。基于以上幾點(diǎn),整個(gè)反應(yīng)器運(yùn)行控制將會(huì)更加靈活,出水水質(zhì)更加穩(wěn)定。因此,膜生物反應(yīng)器系統(tǒng)克服了當(dāng)系統(tǒng)水力負(fù)荷和有機(jī)負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)傳統(tǒng)水處理工藝出現(xiàn)污泥膨脹等問(wèn)題。(3)污泥排放量小膜生物反應(yīng)器水處理技術(shù)除了作為污水深度處理及資源化技術(shù)之外,還可以作為一種減少剩余污泥排放的重要技術(shù)途徑。國(guó)外文獻(xiàn)及小規(guī)模工程經(jīng)驗(yàn)顯示,膜生物反應(yīng)器的污泥排放量很小,甚至可以做到不產(chǎn)泥。污泥自降解和污泥水解可降低傳統(tǒng)水處理系統(tǒng)的效率,但對(duì)膜生物反應(yīng)系統(tǒng)卻非常有益。常規(guī)的活性污泥法通常采用的是生物周

13、期處于穩(wěn)定期末尾至衰亡期初始時(shí)的活性污泥,而由于膜生物反應(yīng)器中的高污泥濃度,微生物的總量非常大,在消耗水中有機(jī)污染物的同時(shí),還有許多的微生物處于“饑餓”狀態(tài),因此相當(dāng)一部分處于衰亡期的微生物依靠自身的內(nèi)源呼吸進(jìn)行代謝分解,在保持出水污染物低濃度的同時(shí),消耗了污泥生長(zhǎng)過(guò)程中的剩余量。膜分離使得污水中的大分子難降解物質(zhì),在體積有限的膜生物反應(yīng)器內(nèi)有足夠的停留時(shí)間,大大提高了難降解物質(zhì)的降解效率。反應(yīng)器在高容積負(fù)荷、低污泥負(fù)荷、長(zhǎng)泥齡的情況下運(yùn)行,完全可以實(shí)現(xiàn)較長(zhǎng)周期內(nèi)(如6月或者更長(zhǎng)時(shí)間)不排泥或者排泥量很小,剩余污泥排放量很小,甚至不產(chǎn)泥。(4)工藝流程短,系統(tǒng)設(shè)備簡(jiǎn)單緊湊,占地省由于膜生物反應(yīng)

14、器無(wú)需在好氧污泥系統(tǒng)產(chǎn)生絮體以便之后二沉池的泥水分離,因此生物反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度可以比傳統(tǒng)工藝高許多,而生化反應(yīng)速率又與反應(yīng)物濃度有關(guān)。反應(yīng)物濃度越高,反應(yīng)速率越大,因此膜生物反應(yīng)器的容積負(fù)荷可高達(dá)5kgCOD/(m3d),而傳統(tǒng)工藝通常只有0.40.9kgBOD/(m3d),處理生活污水時(shí)水力停留時(shí)間(HRT)可減至2h,生物反應(yīng)池的容積可以大大減小,根據(jù)國(guó)外硏究資料顯示,相同規(guī)模的污水量,膜生物反應(yīng)器在好氧池體積為傳統(tǒng)處理工藝好氧池體積的三分之一。同時(shí)膜生物反應(yīng)器省去了二沉池、濾池及污泥回流系統(tǒng)等輔助設(shè)備,甚至污泥處理設(shè)備及費(fèi)用。由于目前我國(guó)對(duì)污水處理的消毒指標(biāo)主要針對(duì)的是大腸菌群,其直徑約

15、在06pm,而目前MBR用膜的空徑一般都在04pm0.1pm的范圍內(nèi),因此幾乎所有的MBR工藝都對(duì)病菌有較好的去除作用,出水中腸道病毒、總大腸桿菌、糞鏈球菌、糞大腸桿菌等都低于檢測(cè)限,這表明如果MBR出水直接排放或無(wú)余氯要求回用的話甚至可以省去消毒設(shè)施,因此膜生物反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊。(5)易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制,維護(hù)簡(jiǎn)單,節(jié)省人力在傳統(tǒng)活性污泥法中,由于運(yùn)行中經(jīng)常出現(xiàn)波動(dòng)和不穩(wěn)定,為了確保良好的出水水質(zhì),必須對(duì)運(yùn)行管理投入大量的人力、財(cái)力和物力。而膜生物反應(yīng)器采用膜分離技術(shù),做到了穩(wěn)定的出水水質(zhì),同時(shí)省去了泥水分離設(shè)施,因此用微機(jī)可以很容易的實(shí)現(xiàn)膜生物反應(yīng)器系統(tǒng)從進(jìn)水到出水的全程自動(dòng)化控制。(6)系

16、統(tǒng)啟動(dòng)速度快,水質(zhì)可以很快達(dá)到處理要求由于可以很好的保持水中的污泥濃度,在反應(yīng)池啟動(dòng)期,不同于傳統(tǒng)曝氣池需要通過(guò)沉淀排除上清液來(lái)提高污泥濃度。由于膜分離作用對(duì)污泥顆粒的完全截留,能夠在曝氣(aeration)及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的共同作用下迅速的提高系統(tǒng)內(nèi)的污泥濃度,使整個(gè)膜生物反應(yīng)器系統(tǒng)快速啟動(dòng),水質(zhì)可以很快達(dá)到處理要求。2、MBR工藝的應(yīng)用情況目前,MBR工藝技術(shù)處理生活污水和工業(yè)廢水已突顯成效。市場(chǎng)分析報(bào)告指出,1995年,MBR的全球市值僅為1000萬(wàn)美元,而在20002005年的五年間翻了一番多,達(dá)到2.17億美元。但其與應(yīng)用已久的傳統(tǒng)工藝(活性污泥法及其衍生技術(shù))相比,具有風(fēng)險(xiǎn)大、投資費(fèi)用高

17、等缺點(diǎn)。然而,隨著近年來(lái)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)的日趨嚴(yán)格、地區(qū)性水資源短缺、各種鼓勵(lì)政策,特別是污水回用技術(shù)的改進(jìn)、投資費(fèi)用的降低以及對(duì)MBR技術(shù)信心的增強(qiáng)及接受度的提高,都會(huì)增強(qiáng)該項(xiàng)工藝的競(jìng)爭(zhēng)力。3、膜生物反應(yīng)器好氧工藝在有機(jī)廢水處理中的應(yīng)用MBR以出水可以直接回用、節(jié)省占地面積、處理效果好等優(yōu)點(diǎn),使其在國(guó)外已經(jīng)有了許多成功的應(yīng)用實(shí)例。經(jīng)過(guò)近40年的發(fā)展,MBR在日本得到了極大的發(fā)展,率先將這一技術(shù)用于中水道系統(tǒng)并取得成功,目前在日本運(yùn)行(包括在建)的MBR占全球的66%,其余的MBR工程主要在北美和歐洲。在生活污水方面,主要涉及城市污水、樓宇污水、公廁污水、污水廠升級(jí)改造以及其他有回用要求的污水處理

18、場(chǎng)合。MBR對(duì)生活污水的處理特性一直是硏究的重點(diǎn),其工藝形式多采用好氧MBR。在歐、美、日等國(guó),其硏究的目的在于一方面改造污水處理廠,使其達(dá)到深度處理的要求;另一方面,用于廢水的處理,使其達(dá)到回用的目的。目前在北美,MBR處理生活污水的應(yīng)用主要是流量在10200m3/d的小型處理裝置,已有50余座此類設(shè)施正在運(yùn)行。MBR作為一種強(qiáng)化的生物處理工藝,在工業(yè)廢水的處理中也受到重視。工業(yè)污水方面,主要包括制藥廢水、化工廢水、食品污水等高濃度、難降解有機(jī)廢水的處理。目前好氧MBR工藝已經(jīng)成功應(yīng)用于下列行業(yè)的工業(yè)污水處理:包括醫(yī)藥、紡織、化妝品、食品、造紙與紙漿、飲料、煉油工業(yè)與化工廠,在歐洲垃圾填埋場(chǎng)

19、滲濾液的好氧MBR處理廠正在興建。MBR在不同種類廢水中的應(yīng)用比例廢水類型百分比/%工業(yè)廢水27大樓廢水24生活污水27城市污水12土地填埋廠滲濾液9近兩年來(lái)MBR在國(guó)內(nèi)已進(jìn)入了實(shí)用化階段。從目前的趨勢(shì)看,中水回用將是MBR在我國(guó)推廣應(yīng)用的主要方向。我國(guó)的膜生物反應(yīng)器技術(shù)的發(fā)展幾乎與國(guó)外接近,除了早期與國(guó)外有差距外。但是最近幾年在技術(shù)應(yīng)用方面與國(guó)外幾乎同步,并且在部分領(lǐng)域里在世界上處于領(lǐng)先水平,與此同時(shí),我國(guó)對(duì)于膜生物反應(yīng)器污水處理技術(shù)的需求遠(yuǎn)比國(guó)外迫切且市場(chǎng)潛力巨大。上世紀(jì)九十年代初至二OOO年,MBR應(yīng)用硏究處實(shí)驗(yàn)室、小試、中試階段;二OOO年至二OO五年,工業(yè)污水處理及生活污水處理、市政

20、污水,且部分處理后的污水項(xiàng)目需水回用的小規(guī)模工業(yè)應(yīng)用階段,處理量在百噸/天至千噸/天的規(guī)模。二OO五年至二OO六年,工業(yè)污水處理及市政污水處理每天萬(wàn)噸級(jí)規(guī)模工程實(shí)施。二OO六年后,工業(yè)污水處理及市政污水處理每天數(shù)萬(wàn)噸規(guī)模工程實(shí)施。而對(duì)于常規(guī)工藝難以處理的工業(yè)廢水及垃圾滲濾液JMBR技術(shù)有著更大的優(yōu)勢(shì)。由于MBR技術(shù)降解污染物的機(jī)理還是基于微生物的分解與代謝作用,因此還是用于污水處理過(guò)程中的生物反應(yīng)段。而對(duì)于那些生物難以降解的、有毒有害的物質(zhì),或者鹽分,還是采用其他物理方法或化學(xué)方法去除有比較好的效果。由于工業(yè)廢水的成分異常復(fù)雜,濃度差別大。4、MBR膜的運(yùn)行和分類MBR膜在運(yùn)行的過(guò)程中不可避免

21、的一個(gè)問(wèn)題便是膜污染,即活性污泥在膜表面的過(guò)度淤積,引起膜阻塞導(dǎo)致膜的產(chǎn)水量下降。這個(gè)問(wèn)題也是目前各國(guó)MBR工作者所致力于解決的、阻礙MBR發(fā)展的障礙。隨著硏究的深入,材料技術(shù)的不斷更新以及越來(lái)越多的工程數(shù)據(jù),目前已經(jīng)可以通過(guò)不同的膜結(jié)構(gòu)、曝氣量的控制、膜片間距以及定期清洗等方法進(jìn)行控制。從膜結(jié)構(gòu)主要是指MBR反應(yīng)器內(nèi)的膜組件的。設(shè)計(jì)一種膜,要有比較大的比表面積,同時(shí)能在高污泥濃度的環(huán)境下避免膜表面產(chǎn)生過(guò)渡的淤積,又要能夠長(zhǎng)時(shí)間在曝氣沖刷的環(huán)境下穩(wěn)定工作。膜組件是MBR的核心部分,目前工程化應(yīng)用中的膜構(gòu)型主要是中空纖維組件(Hollowfibermodules)和平板組件(Panelassem

22、bly)。平板膜與中空纖維膜具有不同的特點(diǎn),適用范圍也有區(qū)別。平板膜具有水力學(xué)條件易于控制、產(chǎn)水量大、抗污染能力強(qiáng)和清洗更換方便等特點(diǎn),能夠在更高污泥濃度條件下保持高通量穩(wěn)定運(yùn)行。中空纖維具有裝填密度大、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)。截止2006年,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)在世界范圍內(nèi)運(yùn)行的MBR達(dá)2259套。然而,在中國(guó)平板膜生物反應(yīng)器的工程化應(yīng)用程度還很低,明顯滯后于中空纖維膜生物反應(yīng)器。平板MBR與中空纖維MBR比較1、中空纖維膜比平板膜具有以下優(yōu)勢(shì):(1)在超濾和微濾膜的行業(yè)內(nèi),全球范圍內(nèi),主要的膜制造企業(yè)都是以生產(chǎn)中空纖維膜為主,比如西門子,GE,三菱,旭化成,天津膜天膜等。日本久保田是板式膜的主要供應(yīng)商。(

23、2)中空纖維膜同平板膜相比,中空纖維膜有更大的過(guò)濾面積,因此集成度更高,同樣處理相同數(shù)量的污水,中空纖維膜膜組件的占地面積更小。(3)在膜的使用過(guò)程中,膜的污染是無(wú)法避免的,因此好的清洗方式是維持工程穩(wěn)定長(zhǎng)期運(yùn)行的保證,中空纖維膜可以通過(guò)反向清洗進(jìn)行維護(hù),反向清洗所用的水一般都是系統(tǒng)本身的產(chǎn)水,因此費(fèi)用很低。而平板膜不能進(jìn)行反向清洗,因?yàn)槠桨迥び刑蟮钠矫婷娣e,如果反洗,易造成膜的破裂。因此平板膜的清洗比較復(fù)雜。(4)由于中空纖維膜膜絲有很好的柔韌性,困此在污水處理中,進(jìn)行膜的吹掃曝氣時(shí),所消耗的空氣量更少,一般設(shè)定在1015:1,而平板膜由于膜表面更大且沒(méi)有柔韌性,因此在進(jìn)行吹掃曝氣時(shí),氣量

24、消耗的更大,般設(shè)定在1525:1(5)中空纖維的每個(gè)膜元件都是由數(shù)千根的膜絲構(gòu)成,因此單個(gè)膜絲即便發(fā)生破損也不會(huì)影響膜元件的使,而平板膜的每個(gè)膜元件是張膜構(gòu)成,因此,無(wú)論這張膜的任何地方發(fā)生破損,這個(gè)膜元件就要更換才能使用。(6)中空纖維膜的膜元件單價(jià)同平板膜相比,有更大的比較優(yōu)勢(shì),即便是世界上最貴的中空纖維(以GE為例)同日本久保田的平板膜相比,在價(jià)格上也有些優(yōu)勢(shì),國(guó)產(chǎn)中空纖維膜同進(jìn)口平板膜相比,優(yōu)勢(shì)更大。(7)由于平板膜的單個(gè)元件過(guò)濾面積較小,鼓風(fēng)曝氣所需要的氣量更大,困此在實(shí)際工程應(yīng)用中,所需要的配套設(shè)施和土地面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于中空纖維膜。(8)由于中空纖維膜和平板之間以上的些差異,因此在全球

25、范圍內(nèi),較大規(guī)模(1000m3/d以上)的水處理工程很少有使用平板膜的,而中空纖維膜萬(wàn)噸級(jí)甚至幾十萬(wàn)噸及以上的工程都在快速的推廣和應(yīng)用2、平板MBR與中空纖維MBR相比又具有以下明顯優(yōu)(1)更好的抗污染性能相比中空纖維膜生物反應(yīng)器,平板膜生物反應(yīng)器可以在更高的活性污泥濃度下保持高通量(通量即膜的產(chǎn)水量)的穩(wěn)定運(yùn)行。在實(shí)際使用的過(guò)程中,盡管預(yù)處理設(shè)施中會(huì)有格柵,除毛機(jī)等設(shè)備,但曝氣池中還難免進(jìn)入一些諸如毛發(fā)之類的物體。而我們知道在曝氣的狀態(tài)下膜絲始終處于一個(gè)抖動(dòng)的狀態(tài),于是這些毛發(fā)很容易使膜絲纏繞在一起,當(dāng)污泥濃度達(dá)到一定程度,就會(huì)出現(xiàn)泥坨,使越來(lái)越多的膜絲纏繞在一起,大大減少了中空纖維絲的有效

26、膜面積,引起膜通量的急劇下降,而且此類問(wèn)題也很難修復(fù),通常只能更換。平板膜生物反應(yīng)器的適用活性污泥濃度(MLSS)范圍在10000-15000mg/L,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于中空纖維膜生反應(yīng)器,平板膜的結(jié)構(gòu),可以實(shí)現(xiàn)膜片之間間隙可控,便于氣液混流對(duì)膜面進(jìn)行在線清洗,抗污染性能優(yōu)越。此外,平板膜生物反應(yīng)器可以通過(guò)調(diào)節(jié)組件底部的曝氣強(qiáng)度,通過(guò)汽水混合物在膜片表面的沖刷作用,很好的清除膜表面的附著物,即便是由于某種不可知因素在膜表面產(chǎn)生了淤積的情況,也可以將膜片取出,通過(guò)低壓水槍沖洗的方法去除,使得膜能長(zhǎng)期有效的運(yùn)行,而中空纖維則不可能通過(guò)這種方法清洗。(2)良好的機(jī)械穩(wěn)定性、無(wú)斷絲現(xiàn)象在實(shí)際使用過(guò)程中,中空纖維膜組件不可避免的會(huì)發(fā)生斷絲現(xiàn)象,其中包括兩種原因,一是由于紡絲過(guò)程中的缺陷導(dǎo)致的壁厚不均勻,當(dāng)然這種情況比較少發(fā)生,且可以通過(guò)購(gòu)買優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品等手段進(jìn)一步避免;二是紡絲材料疲勞引起的根部斷裂。我們知道中空纖維絲在兩端連接組件的地方需要用環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行密封,由于纖維絲本身的毛細(xì)現(xiàn)象,肯定會(huì)在根部吸上一小段。由于曝氣的原因,中空纖維在工作狀態(tài)下

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