膜生物反應器在廢水處理中的應用.ppt

膜生物反應器在廢水處理中的應用 目錄 contents mbr工藝簡介 1 mbr在廢水處理中的應用 2 展望及發(fā)展方向 3 膜生物反應器 membrane biologyreactor 簡稱mbr 是將膜分離技術(shù)與生物反應器結(jié)合而成的一種新的污水處理工藝 它利用膜分離設備將生化反應池中的活性污泥和大分子有機物截留住 省掉二沉池 膜 生物反應器工藝通過膜的分離技術(shù)大大強化了生物反應器的功能 使活性污泥濃度大大提高 其水力停留時間 hrt 和污泥停留時間 srt 可以分別控制 1 1mbr含義及其工作原理 1 mbr工藝簡介 1 1mbr含義及其工作原理 1 mbr工藝簡介 在傳統(tǒng)的污水生物處理技術(shù)中 泥水分離是在二沉池中靠重力作用完成的 其分離效率依賴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行狀況 改善污泥沉降性必須嚴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速率 水力停留時間 hrt 與污泥齡 srt 相互依賴 提高容積負荷與降低污泥負荷往往形成矛盾 系統(tǒng)在運行過程中還產(chǎn)生了大量的剩余污泥 其處置費用占污水處理廠運行費用的25 40 傳統(tǒng)活性污泥處理系統(tǒng)還容易出現(xiàn)污泥膨脹現(xiàn)象 出水中含有懸浮固體 出水水質(zhì)惡化 1 1mbr含義及其工作原理 1 mbr工藝簡介 mbr工藝通過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)有機結(jié)合 不僅省去了二沉池的建設 而且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特效菌 特別是優(yōu)勢菌群 的出現(xiàn) 提高了生化反應速率 同時 通過降低f m比減少剩余污泥產(chǎn)生量 甚至為零 從而基本解決了傳統(tǒng)活性污泥法存在的許多突出問題 1 1mbr含義及其工作原理 1 mbr工藝簡介 1 2mbr工藝分類 1 mbr工藝簡介 分置式膜生物反應器 膜組件和生物反應器分開設置 生物反應器中的混合液經(jīng)循環(huán)泵增壓后打至膜組件的過濾端 在壓力作用下混合液中的液體透過膜 成為系統(tǒng)處理水 1 mbr工藝簡介 一體式膜生物反應器 膜組件置于生物反應器內(nèi)部 進水進入膜 生物反應器 其中的大部分污染物被混合液中的活性污泥去除 再在負壓作用下由膜過濾出水 1 mbr工藝簡介 復合式膜生物反應器 形式上也屬于一體式膜 生物反應器 所不同的是在生物反應器內(nèi)加裝填料 從而形成復合式膜 生物反應器 改變了反應器的某些性狀 1 mbr工藝簡介 出水水質(zhì)好易于自動控制管理污泥產(chǎn)率低 mbr進水與出水對比 1 mbr工藝簡介 1 3mbr工藝特點 設備緊湊 占地少抗沖擊負荷能力強 mbr污水處理系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu) 1 mbr工藝簡介 膜污染成本高 運行費用高 使用壽命短 mbr系統(tǒng)運行時 1 mbr工藝簡介 飲用水處理 工業(yè)廢水處理 城市污水處理及中水回用 2 mbr在廢水處理中的應用 壓差推動膜生物反應器 氣體傳遞膜生物反應器 離子交換膜生物反應器 飲用水處理 2 mbr在廢水處理中的應用 壓差推動系統(tǒng)的主要優(yōu)勢 1 使反應器中的生物體濃度達到很高 這樣就可以縮小設備的體積2 薄膜分離導致反應器中的生物停留時間與水壓保持時間無關(guān) 這樣可使生長緩慢的微生物能夠在反應器中存活缺陷 1 膜表面的一層沉淀物和局部或全部的微孔堵塞 膜分離效果會受到影響2 水中微生物污染物可以避免 但離子和小分子化合物 如代謝副產(chǎn)物 一般達不到嚴格的飲用水標準 2 mbr在廢水處理中的應用 2 1 1壓差推動膜生物反應器 處理地下水中的硝酸鹽和次氯酸鹽當?shù)叵滤鬟^膜時 把氫氣通入到中空纖維膜中 氫氣通入后溶于水中 并作為氫氣自養(yǎng)型微生物的電子供體 來還原微污染物陰離子局限性 1 生物膜的形成也會阻礙氣體傳輸2 地下水的自然傳送能力差3 礦物質(zhì)在膜表面的沉淀 也會降低氣體傳輸率4 處理后水的質(zhì)量 仍未達到可接受的水平 氫氣傳遞膜處理系統(tǒng) 2 1mbr在飲用水處理中的應用 2 1 2氣體傳遞膜生物反應器 離子運輸機制 該方法用于除去并生物轉(zhuǎn)化飲用水中硝酸鹽 亞硝酸鹽及高氯酸鹽 在與生物反應器接觸的膜表面上 形成一層由微生物構(gòu)成的生物膜 可確保在膜表面附近的碳源濃度相當?shù)?且能避免化合物滲透到水流中 該方法的主要難題是離子選擇性膜非常昂貴 比用壓差推動反應器上的膜貴的多 2 1mbr在飲用水處理中的應用 2 1 3離子交換膜生物反應器 工業(yè)廢水特點 工業(yè)廢水中有機物濃度很高 有的還含有毒性物質(zhì) 此外許多工業(yè)廢水中含有烴類化合物和表面活性劑等污染物質(zhì) 膜分離技術(shù)和厭氧工藝的結(jié)合使得較高的微生物的濃度 較長的泥齡 較短的水力停留時間這些問題得到解決 膜組件能夠?qū)⑺械纳锕腆w截留在生物反應器中 同時也能將大分子污染物截留在反應器中 這樣可使廢水在高污泥濃度和很長的污泥停留時間下最終被生物降解 2 2mbr在工業(yè)廢水處理中的應用 局限性 在實際運行中還有諸如污泥活性 膜通量 膜污染等因素影響廢水處理效果 在實際運行中工藝參數(shù)和運行成本也是膜生物反應器的應用中值得考慮的因素 因此 目前 mbr的研究主要集中在如何降低膜的污染 提高膜的通量 探求合適的工藝參數(shù) 降低處理工藝的運行成本等方面 2 2mbr在工業(yè)廢水處理中的應用 無錫市城北污水處理廠四期工程工藝流程 目前全國已形成基本配套的幾千人的研究和技術(shù)開發(fā)隊伍 已有膜工業(yè)企業(yè)數(shù)百家 從研究規(guī)模來看 大部分工作主要集中在實驗室小試或中試階段雖然有一些研究成果已從實驗室走向工程應用 但應用規(guī)模比較小 日處理幾十噸居多 日處理量上百噸規(guī)模的較少 而且在規(guī)模型工程應用中 尚未完全解決膜污染的控制問題 致使其在城市污水處理過程中出現(xiàn)一些有待改進的問題 同時在能耗和膜處理能力方面也還存在改進的空間 2 3mbr在城市污水處理及中水回用中的應用 由于受使用目的和城市建筑限制 一般要求回用水必須要有良好的水質(zhì) 不能產(chǎn)生衛(wèi)生 安全上的問題 不能有視覺上或嗅覺上的不快感 同時要求處理系統(tǒng)簡單 占地少 穩(wěn)定性高 且易于管理 mbr工藝正是具備了這些特點 而在中水回用中有著很大的優(yōu)勢 工程應用正日益增多 規(guī)模不斷擴大 回用水源也超出了傳統(tǒng)的中水水源 已涉及