MBR工艺浅析讲解.doc

MBR工艺浅析 摘要：膜生物反应器( MBR) 是通过膜分离技术强化污水生物处理的新技术统。原理是利用反应器内的硝化细菌将水中的氨氮转化，以去除异味，同时利用好氧微生物降解水中的有机污染物质，最后，通过中空纤维膜进行高效固液分离。 件的表面积决。中空纤维膜上的孔径较小，可以过滤掉大多数微小物质。膜箱可以装于单独的膜池内部或直接浸没在曝气池中，这使膜的清洗更加便捷。多膜箱连接在一起形成膜列，与透过液母管相连，再通过一个透过液泵将过滤水抽出。该透过液泵采用负压抽吸的方式抽取膜池污泥混合液中的清水，并送至清水池排放或回用。浓缩的污泥混合液则通过污泥回流泵送到生化池。 目前在世界范围内，实际运行的MBR系统已经超过500套，同时许多工程正在计划和建设中。MBR在日本的商业应用发展很快，世界上约有66%的工程在日本，其余的MBR工程主要在欧洲和北美。这些工程中98%以上是膜分离工艺与好氧生物反应器而非厌氧生物反应器结合。约55%是浸没于生物反应器中，其余则是膜器件置于生物反应器之外[]。好氧MBR工艺已经成功应用于下列行业的工业污水的处理：化妆品、医药、金属制造、纺织、屠宰场、乳制品、食品、饮料、造纸与纸浆、炼油工业与化工厂。 能力强、出水水质稳定、排泥周期长、降解效率高、剩余污泥产的污水回用技术之一。近几年全球 MBR 市场正在快速发展，处理规模日渐扩大，处理技术日渐成熟，投资和运行费用也不断降低，未来的发展空间会更加广阔。 图 3.2 微生物对污水中有机物的分解与合成代谢示意图 3.3 气化除磷 磷化氢是自然界普遍存在的无色剧毒痕量气体，兼氧MBR工艺中成功实现了以气化除磷方式[33]去除废水中磷。气化除磷方式利用在合适的厌氧条件下厌氧异养菌[34]的作用，将含磷物质如正磷酸盐等还原为磷化氢，磷化氢气体对光敏感，进入空气中后遇氧分解[35]。完全不同于传统的活性污泥法需聚磷菌在好氧条件下积累磷，在厌氧状态下释放磷，并通过排泥的方式除磷。气化除磷可直接通过调整反应器工艺参数，控制生物气化除磷所需条件促进厌氧微生物吸取废水中的磷后转化为磷化氢气体释放到空气中被分解，无需排放有机剩余污泥。 3.4 污水污泥同步脱氮 兼氧 MBR 成功实现了在一体化设备中通过厌氧氨氧化作用使得污水污泥同步脱氮。兼氧MBR特性菌群中微生物种类繁多，膜的截留也利于世代时间较长的特性菌群如硝化和亚硝化菌群的增殖。在一定条件下，亚硝化作用产生NO2-累积[36]，而兼氧MBR内整体环境呈兼氧状态，溶解氧浓度低，存在严格厌氧空间，有利于厌氧氨氧化菌在无分子氧的条件下将NH4+作为电子供体，将NO2-作为电子受体，经生物作用而转化成无害的N2[37]。厌氧氨氧化作用对pH值、温度、溶解氧等外界条件要求较苛刻但反应过程不需要氧气和有机物的参与，可减少供氧，大幅降低曝气能耗和反硝化所需碳源，在应用过程中具有高效低耗的优势。 综合而言，兼氧MBR以其4S的特色及高效低耗优势在废水处理领域中比常规MBR更具实用性。 4 MBR技术展望 4.1 MBR的主要缺点 目前MBR急需解决的问题如下：污泥产率与运行条件的关系，MBR工艺流程形式及运行条件优化，膜污染的机理和防治办法，MBR的经济性研究等。 现有膜的寿命短、成本高、易被污染，这事影响MBR广泛应用的重要因素，是MBR技术的“瓶颈”。近几年聚丙酰胺系列、聚酰胺系列有机膜和耐高温高压的无机膜的出现大大改善了原有膜的性能。最近的研究表明，仿生膜能很好地解决传统膜难以克服的缺点，具有极好的选择性、分离性、传递性和生物兼容性，是膜技术发展的方向。 膜污染的程度决定于混合液组成特性和膜的物化性能。当膜选定后，其物化性能即确定，因此混合液的成分就成为膜污染的主要影响因素。事实上，要认识复杂的体系中膜污染的机理，还需对MBR有全面的研究。目前，膜污染防治措施的研究是MBR研究的重要方向。主要包括研究水中污染物的组成，例如有机物、无机物、胶体物质等对膜污染过程的影响及影响的机理；建立膜的生物和有机污染模型；开发性价比高的新型膜 ，尤其是耐污染膜新型膜的研发。 膜技术虽然是MBR工艺的重要优势之一，但生物反应器仍采用传统的活性污泥反应器，仍有改进的必要和潜力，这也是将来研究的重点。 MBR工艺的发展很大程度上取决于其经济可行性，所以研究MBR的经济性也十分重要，确定MBR用于污水处理的最大经济流量是一个亟待解决的问题。好（一般不需要三级处理）、污泥产量低、占地面积少和便于自动控制等优点，显示出巨大的发展潜力，在城市污水处理、中水回用、生活污水以及高浓度工业废水处理中有广阔的应用前景。虽然我国在膜的研发和工艺运行条件等方面与国外还存在一