膜过程课件第二章讲述.ppt

第二章 膜生物反应器的控制及运行 2.1 MBR中运行参数 2.1.1 生化单元控制参数及指标 2.1.2 膜单元控制参数 2.2 MBR中微生物的特性 Membrane Bioreactor Process Technology 2.1 MBR中运行参数 影响膜生物反应器的因素和技术参数涉及到生物反应器与膜组件两个部分。对于生物反应器而言，主要有pH、温度、水力停留时间（HRT）、污泥停留时间（SRT）、污泥浓度（MLSS）和污泥负荷等。对于膜组件而言，主要有膜材料、膜孔径和膜结构的选择、操作压力、膜面流速、透水率、反清洗时间和反清洗周期等操作参数。 MBR中的运行参数大致可分为与生化单元有关的参数和与膜运行有关的参数两大类。 Membrane Bioreactor Process Technology 2.1.1 MBR中运行参数—生化单元控制参数及指标 Membrane Bioreactor Process Technology 1、生化需氧量和化学需氧量 BOD：当有溶解氧存在时,废水中有机物在20℃、5日内进行生物分解 ,形成稳定产物所需的氧量 ，可作为衡量水中所含有机污染物的指标。 COD：废水中被氧化的物质在一定条件下被化学氧化剂氧化所需氧量 ，也是衡量水中有机物的指标 ,包括重铬酸钾法和高锰酸钾法。 BOD和 COD是评价水处理工艺的重要指标,借助 MBR中膜优良的过滤性能,可有效截留污泥混合液中颗粒性的 BOD和 COD,因此 MBR在出水 BOD和COD的指标上比传统工艺更具优势 ,如处理普通市政污水时,出水 BOD可达到 5mg/L以下，COD可达到 30mg/L以下，能满足景观用水和生活杂用水的要求。 Membrane Bioreactor Process Technology 2、脱氮除磷 在水质标准日趋严格的今天,不但要求污水经处理后的有机物浓度达标 ,而氮磷等指标的要求也越来越受到重视 。采用活性污泥脱除污水中的氮 ,需经历硝化和反硝化两个过程。硝化过程是在好氧 (曝气 )的条件下进行的,经自养型的亚硝化菌将氨氮氧化成亚硝酸盐,继而在硝化杆菌的作用下氧化为硝酸盐，理论上硝化过程将 1g氨氮转化为硝酸盐氮需要4.57gO2。反硝化过程则是由异氧型微生物在无分子态氧的条件 (厌氧 )下把硝酸盐作为氧化剂,将硝酸盐还原为氮气 。 在采用MBR工艺时，出水往往作为回用水，因此对出水氮磷有一定的要求。MBR脱氮原理仍然是依靠微生物的作用，这一点与传统的活性污泥工艺相类似的，但由于MBR具有极强的生物截留作用，因此可以实现大量的硝化菌富集，可以实现非常高效的硝化作用，所以MBR的出水氨氮可比传统工艺低很多，这也是MBR可用于处理高氨氮废水的原因之一。 Membrane Bioreactor Process Technology Membrane Bioreactor Process Technology 例如，Zhang等人通等过研究发现，MBR中硝化活性为2.28gNH4-N/ (kgMLSS·h)，而工艺参数与之相近传统活性污泥反应器中的硝化活性只有0.96gNH4-N/ (kgMLSS·h)，他们进一步的研究指出,硝化速率的提高源于膜生物反应器中污泥絮体较小，较小的絮体有着更大的周长/面积比，氧传质阻力小，硝化作用更彻底。污泥龄对膜生物反应器的硝化作用有很大影响，如Cote研等究者发现，当污泥龄由10天增加为50天时，氨氮去除率由80%增加到99%；而Fan等的等验中也发现，当污泥龄由5天增加为10天时，氨氮去除率由94%增加到99% Membrane Bioreactor Process Technology 就MBR去除总氮的效果来看,由于总氮的去除需要好氧 、厌氧两个工艺过程的协同作用,与之相关的影响因素较为复杂,总氮的处理效果主要取决于工艺及运行参数的设计 。 Membrane Bioreactor Process Technology 根据硝化与反硝化作用是否在同一反应器内发生,可将MBR脱氮工艺分为两大类:单一反应器间歇曝气膜生物反应器脱氮工艺和 A/O形式的膜生物反应器脱氮工艺。第一种工艺大多使用序批式反应器（SBR）的运行方式 ,通过限制曝气和半限制曝气运行方式在时间序列上实现缺氧/好氧的组合并控制每一部分适宜的时间比例 ,可以得到较好的脱氮效果。将膜组件浸入生物反应器中,构成的一体式装置没有混合液的回流 ,