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小编:在废水处理和水循环领域,MBR,也称为生物反应器膜,是一种结合膜分离装置和生物处理装置的新型水处理技术。 所用的膜结构主要是平膜和中空纤维膜,根据膜孔径可分为超滤技术。

在废水处理和水循环领域,MBR,也称为生物反应器膜,是一种结合膜分离装置和生物处理装置的新型水处理技术。
所用的膜结构主要是平膜和中空纤维膜,根据膜孔径可分为超滤技术。
工艺组成
膜生物反应器主要由膜分离模块和生物反应器组成。
通常提到的膜生物反应器实际上是三种反应器的通用术语。
1曝气膜 - 生物反应器(曝气膜生物反应器,AMBR)。
提取膜2 - 生物反应器(提取膜生物反应器,EMBR);
3固液分离膜 - 生物反应器(固液分离膜生物反应器,SLSMBR,缩写为MBR)。
曝气片
透气膜生物反应器(AMBR)首次出现在外套中。
P等人于1988年报道在中空纤维板或模块中使用致密的透气膜(例如硅橡胶膜)或微孔膜(例如疏水聚合物膜)来维持分压我做到了。比泡点(BubblePoint)更低的气体可以在没有气泡的情况下实现曝气到生物反应器。
此方法的特征在于所述接触时间,提高氧传递效率,这是到曝气步骤的控制是有益的,而不会受因素气泡大小和停留时间。常规曝气
提取膜
它也被称为提取膜 - 生物反应器,EMBR(提取膜生物反应器)。
由于高pH或存在生物有害物质,一些工业废水不应通过直接接触微生物进行处理。如果废水中含有挥发性有害物质,如果采用传统的好氧生物处理工艺,污染物更容易暴露,气流挥发,出现气体提取现象。它会导致极不稳定的处理以及空气污染。
为了解决这些技术问题,英国学者利文斯顿研究和开发了EMB。
废水与膜活性污泥分离,废水流入膜中,含有绝对细菌的活性污泥从膜中流出。废水不与微生物直接接触,有机污染物可以选择性地渗透通过膜微生物在另一侧分解。
因为生物反应器单元和废水回收单元上的提取膜的任一侧上是独立的,每个单元的水流量是不小的影响彼此,微生物和营养物生活的条件在生物反应器没有任何效果。水处理的效果是稳定的,因为它取决于废水的质量。
可以将HRT和SRT等系统的运行条件控制在最佳范围内,以保持污染物的最大降解率。
固液分离膜
固液分离膜:生物反应器是水处理领域研究最多的膜生物反应器之一。采用水处理技术替代传统活性污泥法二次沉淀池的膜分离方法。
在传统的废水生物处理技术,污泥和水之间的分离是通过在二次沉淀池重力完成时,分离效率取决于活性污泥的沉淀性能。沉降量越大,泥浆和水之间的分离效率越高。
泥浆的沉积将取决于曝气池的操作条件。为了改善泥浆沉降,必须严格控制曝气池的运行条件,这限制了该方法的应用范围。
由于二次沉淀池中固液分离的必要性,曝气池中的污泥不能保持高浓度,一般为1。
5?3。
限制生化反应的速度,约5克/升。水力停留时间(HRT)和Doroyowai(SRT)是相互依赖的,通过增加常常是矛盾的容积负荷减少泥负荷。
该系统在运行期间还产生大量过量泥浆,其处理成本相当于污水处理厂运行成本的25%至40%。
传统的活性污泥处理系统也容易发生污泥膨胀,污水中含有悬浮固体,污水质量恶化。
针对上述问题,MBR将分离工程中的膜分离技术与传统的生物废水处理技术有机结合,大大提高了固液分离效率。曝气池中活性污泥的浓度和泥浆中的特殊细菌(特别是主要细菌的出现增加了生化反应速率)。同时,通过降低F / M比和减少过量(基本上)产生的泥浆解决了传统活性污泥工艺的许多未解决的问题。
流程类型
根据膜组件和生物反应器的组合,膜生物反应器可分为三种基本类型:分体式,集成型和复合型。
(以下,所有固液分离膜 - 生物反应器)
分体式
膜模块和生物反应器分开调整。
混合在生物反应器中的液体由循环泵加压并撞击在膜组件的过滤器端上。在压力下,混合溶液中的液体浸渍膜,并且系统处理水,固体,聚合物质等。将浓缩物返回生物反应器。
膜分裂生物反应器的特点是操作简便可靠,洗涤,膜交换和膜的添加,膜流量一般较大。
然而,在正常条件下,为了减少污染物在膜表面上的沉积并延长膜的洗涤周期,循环泵需要提供更高流速的膜表面,是的。高速旋转引起的切削力会导致某些微生物细胞失活(Brockmann和Seyfried,1997)。
海贼王
膜组件位于生物反应器中。
浓缩物进入膜生物反应器,其中大部分污染物通过混合物中的活性污泥除去,水在外部压力下被膜过滤。这种类型的电影 - 生物反应器,抽排斥和水的混合物循环系统时,由于相对较低的能源消耗,已引起特别注意在水处理领域。
然而,膜流量通常相对较低并且可能发生膜污染,并且在膜附着后不易清洁和更换。
复合
正式它也加载的对象是,以形成复合膜生物反应器被添加到生物反应器,它除了改变某些反应器的性能,也属于整合膜生物反应器。
工艺特点
与许多传统的生物水处理工艺相比,MBR具有以下主要优点。
优良的排水质量
对于膜的高效率的分离,分离效果比传统的沉淀池好得多:处理过的水不是很清楚,悬浮固体和浊度接近于零,细菌和病毒清除您是不是也,水质排放比水质标准,适用于各种由建设部(CJ25国内发行水高。
1-89)可以直接作为市政用水重新用于不适合饮用的地方政府。与此同时,还对膜的分离允许所述微生物被完全阻塞在生物反应器,其结果是,该系统能够保持高浓度的微生物,其改善了反应器的总去除效率除了它也具有良好的适应性,以在排水良好的质量的各种变化和以确保反应水负荷(水质和体积),以获得水质抗性有稳定抵抗冲击载荷高品质的排水
污泥产生量很小。
该方法可以在大负载和Teidoro负荷下操作,以及(在理论上,能够实现零排泥)过量泥产品低,并且泥浆处理的成本减少了。
占地面积小,无安装限制
生物反应器可以保持高水平的微生物的,处理装置具有大的容积负荷,地面空间大大节省,处理流程简单,结构紧凑,空间的地板它很窄。它可以适用于每个机会,保存,不受安装位置的限制。它连接到地面,半地下和地下。
去除氨态氮和难降解有机化合物
由于微生物是完全不可阻挡在生物反应器,以促进保持缓慢的微生物生长,如硝化细菌的生长,提高了系统的效率硝化。
与此同时,有可能以增加的一些有机物难以就地分解,这是用于提高耐火有机物的分解效率有益的水力停留时间。
处理和操作简单,用于执行自动控制,水力停留时间(HRT)和停留时间(SRT)的容易的处理完全分离,到什么控制操作稳定更灵活它会变成。废水处理容易,可以自动控制微机,并且可以进行运行管理。
您可以轻松地使传统流程现代化。
这个过程可以被用作先进处理单元的传统污水处理过程中,实现再利用,因为它是(并因此具有在城市二级出水处理厂的先进治疗领域具有广泛的应用前景。大型市政污水)
膜生物反应器也有几个缺点。
主要在以下几点阐明。
(1)由于薄膜的成本高,资金投入膜生物反应器比常规废水处理工艺更高。
(2)可能发生膜污染,导致手术管理不便。
(3)高能耗:首先,MBR污泥水分离过程必须保持恒定的膜传导压力。其次,MBR组具有非常高的MLSS浓度。保持足够的透氧性,有必要增加曝气强度;薄膜流以减少膜的污垢会增加流量,我们需要清洗膜的表面上。MBR能源比传统的生物处理工艺。
处理电影
膜可以由多种材料制备,这些材料可以是液体,固体或甚至是气相。
使用的分离膜主要是固相膜。
根据不同的材料,根据不同的孔径,它可以分为:微滤膜,超滤膜,纳滤膜和反渗透膜,它是分为有机膜和无机膜的无机膜主要是精密过滤级膜。
该膜可以是均匀的或不均匀的,并且可以是带电的或电中性的。
广泛用于废水处理的膜是主要由有机聚合物材料制备的固相不对称膜。
膜的分类和分类
膜材料
有机薄膜聚合物材料:聚烯烃,聚乙烯,聚丙烯腈,聚砜,芳香聚酰胺,含氟聚合物等有机薄膜的成本比较低,成本低,膜的制造过程中是相对成熟的,所述膜的孔的大小和形状可以变化,和应用是广泛的。操作过程容易污染,电阻低,使用寿命短。
无机膜:金属,金属氧化物,陶瓷,多孔玻璃,沸石,固体膜的类型是由无机材料制成的半透膜,如无机聚合物材料。
用于MBR的无机膜主要是陶瓷膜。
实用新型,实用新型的pH = 0?14,并且它可以在压力P10MPa被使用和温度350℃的环境下,具有相对低的能量消耗和高的流速,和一个大高浓度工业废水在处理的竞争力缺点是:制造昂贵,它不受碱不耐磨,弹性是加工和加工小而难以膜。
膜开口
在MBR工艺中使用的膜,通常是微滤膜(MF)和超滤膜(UF),几乎为零。
1到0
膜孔径为4μm,足以作为固液分离膜反应器。在微滤膜常用的聚合物材料是聚碳酸酯,纤维素酯,聚偏氟乙烯,聚砜,聚四氟乙烯,聚氯乙烯,聚醚酰亚胺,聚丙烯,Polietercetercetona.Poliamida等
对于超滤,聚砜,聚醚砜(PES),聚酰胺,聚丙烯腈(PAN),聚偏氟乙烯,纤维素酯,聚醚醚酮,聚酰亚胺,聚醚酰胺,和普通的聚合物材料它被列出。
膜组件
为了便于工业生产和安装,以提高膜的工作效率,从而实现每单位体积最大的膜面积,与通常的方法和膜组装成单个基本单元。某些动力,混合物完成组分的分离,这种装置被称为膜组件。
工业中通常使用五种类型的膜组件。
PlateandFrameModule,SpiralWoundModule,TubularModule,HollowFiberModule,和毛细管模块。
前两个使用平膜,后三个使用管状膜。
圆管直径10 mm毛细管型0。
5?10
0毫米中空纤维0型。
5毫米
MBR工艺中常用的膜组件的类型是板和框架的类型,圆管的类型和中空纤维的类型。
(1)板框
MBR方法最初以类似于传统的板框式压滤机的膜组件的形式应用。
优点:制造和装配简单,操作简单,易于维护,清洁和更换。
缺点:密封复杂,压力损失大,填充密度小。
(2)圆管
它由膜和膜支撑组成,有两种操作模式,内压式和外压式。
事实上,使用内压,即主要的类型,通过从管的水流动,渗透物从所述管的外侧流动。
膜直径为6-24毫米。
优点:进料可以控制湍流,不易堵塞,易于清洁,压降低。
缺点:包装密度低。
(3)种中空纤维
下图显示了组装的形状。外径通常为40-250米,内径为25-42米。
在MBR中,通常将组分直接放置在反应器中而没有压力容器以形成浸没式膜生物反应器。
通常,它是外部压力膜组件。
优点:高抗压强度,不易变形,载体材料,填充密度高,成本相对低,寿命长,稳定的物理化学性质,并且具有透水性低的中空尼龙纤维膜。
缺点:堵塞,污染,密度敏感的偏振光对膜的分离性能有很大影响。
设计MBR膜组件的一般要求
(1)机械地支撑膜,使流路平滑,确保没有盲点,并确保水域安全。(2)能量消耗低,密度极化最小化,分离效率提高,膜污染减少。
(3)易于安装密度,安装,清洁和更换尽可能方便。
(4)具有足够的机械,化学和热稳定性。
膜组件的选择必须考虑其成本,包装密度,应用,系统流量,污垢和膜清洁以及使用寿命。
应用领域
从20世纪90年代中期到后半期,膜生物反应器进入海外商业化阶段。
加拿大Zenon首次推出了超滤管膜生物反应器,并将其应用于城市污水处理。
为节省能源,该公司开发了一种浸没式中空纤维膜组件。膜生物反应器,美国,德国,法国,已在10分以上埃及被开发出来,它是由380立方米/ d达7600立方米/ d。
日本的Mitsubishi Rayon Co.,Ltd。也是世界着名的中空纤维膜制造商。他在MBR应用领域拥有多年经验,并在日本和其他国家拥有大量真正的MBR项目。
来自日本的久保田是另一家在膜生物反应器的实际应用中具有竞争力的公司。这些板式膜的特征在于大循环,抗污染和简单的工艺。
一些国内研究人员和公司也试图应用MBR。
膜生物反应器用于以下领域。
城市污水处理和建筑物中水的再利用
使用的MBR工艺在1967年的第一个污水处理厂,是由一家美国公司多尔 - 奥利弗处理14立方米/天的废水建造。
1977年,日本摩天大楼实施了废水回用系统。
1980年,在日本建造了两座容量为10 m 3 / d和50 m 3 / d的MBR加工厂。
在90年代中期,最大和工厂加工能力的39500立方米/ d,有100多名高层建筑回污水管处理在国内使用MBR废水。。
1997年,英国威塞克斯在英国波洛克建立了世界上最大的MBR系统。它是每天2000立方米。1999年,他在多塞特郡的Swordset建造了一座13,000立方米/天的MBR工厂。
1998年5月,清华大学实施的综合试验膜和生物反应器系统通过了国家评估。
早在2000年,清华大学就在北京海淀县医院建立了一套实用的废水处理MBR系统。2000年6月,天津大学杨作言教授及其主要研究团队在普辰楼建立了MBR示范项目。对于新技术产业园区天津这个系统将处理日常25吨废水,用于清洁所有浴室经过处理的废水,绿地星罗棋布,并占据10平方米的面积。每吨废水的能耗为0。
7千瓦?^ h
处理工业废水自20世纪90年代以来,MBR治疗的目标不断扩大。除了回收和再生水,即使在处理工业废水的应用MBR中,来自食品行业废水处理的粪便的处理,它备受关注,比如从产品加工废水。水生生物,养殖废水,化妆品生产废水,染料废水和石化废水均取得了良好的处理效果。
在20世纪90年代早期,美国建立了MBR系统来处理俄亥俄州汽车制造厂的工业废水。加工规模为151 m 3 / d,有机负荷为6。
3千克COD / m 3?D,COD去除率为94%,大部分油脂都会变质。在荷兰,油脂提取加工厂使用传统的氧化槽废水处理技术来处理生产废水。随着生产规模的增加,污泥膨胀,污泥分离变得困难。最后,我们使用Zeno膜组件代替沉淀池。
微量污染饮用水的净化
由于农业中氮肥和农药的广泛应用,饮用水受到不同程度的污染。
在20世纪90年代中期,Lyonnaisedes Eaux开发了一种具有生物脱氮,杀虫剂吸附和浊度去除的MBR工艺。1995年,该公司在法国Douchy建造了一座400立方米的工厂,每天都有饮用水。
流出物的氮浓度小于零。
1 mg NO 2 / L,农药浓度小于零。
02克/升
粪便废水处理
粪便废水中有机质含量很高,传统的反硝化处理方法需要高浓度污泥,固液分离不稳定,影响三级处理的影响。
MBR的出现成功地解决了这个问题,使得直接处理污水成为可能,无需稀释。
在日本已经开发称为NS系统尿处理技术,其中心部分是结合的平膜装置和好氧活性污泥生物反应器的高浓度的系统。
NS系统于1985年在埼玉县越谷市建成,生产规模为10kL / d。1989年在长崎县和熊本县建立了新的尿液处理设施。
NS系统中的平膜每组约为0。
总共4平方米并排安装。也就是说,框架设备可以自动打开并且可以自动清空。
膜材料是聚砜超滤膜,截留分子量为20,000。
反应器中的污泥浓度保持在15,000至18,000 mg / L的范围内。
到1994年,日本已有1200多台MBR系统用于处理超过4000万个粪便废水。
肥料渗滤液的填充/处理
垃圾填埋场/堆肥渗滤液含有高浓度的污染物,其水质和水量因天气条件和工作条件而异。
1994年,MBR技术被用于在许多废水处理设施中处理这种类型的废水。
通过结合MBR和RO技术,我们消除了SS,有机物,氮以及盐和重金属。
Envirogen公司的美国已经开发了用于MBR垃圾渗滤液的处理,建立在新泽西400000加仑(约1500m 3 / d)植物,它在2000年下半年开始运营。
MBR使用天然细菌的混合物来分解渗滤液中的碳氢化合物和氯化合物。它比传统的污水处理厂增加了50~100倍。
这种处理的原因是MBR保留了高效细菌并且可以达到50,000g / l的细菌浓度。
在现场试验中,进料的COD为几百至40,000毫克/升,污染物的去除率超过90%。
发展前景
关键领域和应用方向。
(1)改善现有城市污水处理厂,特别是供水设施,难以达到废水质量或增加处理水量,不能扩大占地面积。
(2)没有排水设施的居民区,如居民区,观光景点,景点等。
化,再利用(3)的酒店,洗车,客机,如移动厕所是必要位置或废水的位置,采取紧凑的MBR空间,紧凑设备,自动控制到最大,灵活和方便的功能的优点。
(4)高浓度,有毒和难处理的工业废水处理。
像纸张,糖,酒精,皮革,合成脂肪酸等行业,它是污染的常见原因。MBR可以有效地处理和回收不符合标准加工过程的废水。
(5)渗滤液的处理和再利用
(6)使用小型卫生设施(站)
膜技术是小规模废水管理的理想选择。
未来的研究方法
(1)膜污染的机理和预防。
(2)优化工艺流程形状和操作条件。
(3)污泥产量与运行条件之间的关系,合理减少污泥产量,降低污泥处理成本。
(4)确定反应器中微生物的代谢特性及其对出水水质,污泥活性等的影响,从而确定适当的微生物生长和代谢条件。
(5)经济研究过程。
MBR用于确定当前国内经济发展水平下的污水处理最大经济流量,膜产品供应状况和标准设计要求。
(6)开发新型膜生物反应器,实现节能,水质特殊处理,氮磷去除,维护方便,长期稳定运行。
技术前沿
MBFB膜生物流化床工艺对于先进的废水处理,可以通过基于原废水排放标准的陶瓷膜和生物流化床分离系统进一步降低COD,NH - N,浊度等指标。一方面它可以直接再利用,也可以用作RO脱盐的预处理工艺,取代原有的砂滤,安全过滤和超滤等长过滤工艺。同时,有机物的减少是世界上第一个用于废水处理的无机膜分离系统,大大延长了RO膜的使用寿命,降低了再生水处理的成本。与其他有机和无机膜相比,它具有膜流量大,反冲和全自动操作的优点。
膜组件设计
隔膜被组装以形成膜组件。如果薄膜本身具有长丝密度,是充分的隔膜和隔膜之间大的空间,特别注意这样一个事实,该有效距离是大于100毫米(轴向距离超过140毫米)被取。因此,你需要充分放松。这样做的目的是通过到达上部膜电缆来保持清洁空气流动,并保持在膜的细丝之间形成和形成结,并减少清洁膜模块的频率。一。
2,隔膜可根据安装空间水平和垂直安装。水平安装时,薄膜电缆保持轻微倾斜,弯曲幅度保持在10 mm。另外,因为假定以保证膜丝不直尽可能拉高,也可以说是没有那么多的残余物存在过的膜和膜之间。
3,膜组件过大,应用密度的增加,搅拌用空气相同量不足以用于它,并且当许多信封在隔膜中累积时,膜组件不能很大。必须在隔膜上喷洒高压水枪或自来水。如果安装太紧,则很难进入内部隔膜。建议单个膜组件的加工不超过1。
5立方米/小时。

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