MBR(膜生物反應器技術(shù))由于占地面積小、出水質(zhì)量好等特點(diǎn)受到世界范圍內污水凈化技術(shù)人員的廣泛重視,而且發(fā)展迅速。隨著(zhù)我國污水排放標準的逐步提升和膜生產(chǎn)成本的降低,膜生物反應器技術(shù)也受到了國內環(huán)保工作者的重視,并被應用在了城市的污水處理當中。本文主要以某湖泊的MBR(膜生物反應器技術(shù))工藝工程為例,對工程中的生物分段形式、膜組件選擇及工藝參數進(jìn)行研究,并列舉了相關(guān)實(shí)例,旨在提升MBR工藝水平,增強對該湖泊的污水處理能力。
1.生物處理工藝設計
如今,許多小型污水處理廠(chǎng)的污水的排放標準都有提升,在有限用地的情況下,傳統的脫氮除磷工藝也開(kāi)始逐漸被一體化、集成處理設備代替,其中以MBR膜為主題的處理工藝,占有了市場(chǎng)大部分份額。80年代以來(lái),該技術(shù)越來(lái)越受到重視,成為研究的熱點(diǎn)之一。目前膜生物反應器已應用于美國、德國、法國和埃及等10多個(gè)國家,規模從6m3/d~13000m3/d不等。
1.1 MBBR技術(shù)工藝
MBBR的中文名為移動(dòng)床生物膜反應器,實(shí)現了生物膜法與活性污泥法的有機結合,在生物膜法原理的基礎上,又結合了活性污泥法的優(yōu)點(diǎn),并克服了單一的缺點(diǎn),顯著(zhù)提升反應池的功能效果,也強化了反應池的抗沖擊能力。在反應池中,填料的表面一般都附著(zhù)一層微生物,這些微生物形成一層具有獨特功能的生物膜。特殊的填料隨著(zhù)池水上下浮動(dòng),填料表面微生物與池中污染物、與空氣中氧氣充分接觸。在吸附與擴散作用的影響下,污染物進(jìn)入到生物膜中氧化降解。微生物得到繁殖所需的養分后數量會(huì )明顯增多,膜的厚度達到6g/L~10g/L,是普通反應池的2倍以上,降解效率遠超普通反應池。移動(dòng)床生物膜微生物都為附著(zhù)式生長(cháng),污泥齡達到30天左右,有利于一些硝化菌的生長(cháng)繁殖,而填料表面中硝化菌的數量增多,增強了反應池的除氨氮能力。此外,附著(zhù)式生長(cháng)方式還有利于一些特殊菌落的自然選擇,這些自然菌落對于煉油廢水中一些難降解的污染物有甚好的效果,而這些特殊菌群可有效地降解煉油廢水中的特征污染物,特別是一些難降解的污染物,從而獲得更低的出水COD濃度,提升出水水質(zhì)。
MBBR池的設計流量:250m3/h,有效容積1000m3,單組膜面積1656m2。經(jīng)初步計算該工藝單位污水量運行成本為0.68元/(m3˙天)。
1.2 一體化內循環(huán)流化床工藝
內循環(huán)三相好氧生物流化床反應器是在保持傳統的三相流化床所具有的反應器內混合性良好、傳質(zhì)速率快、污泥濃度大、有機負荷高等優(yōu)點(diǎn)的同時(shí),解決了傳統三相流化床所存在的問(wèn)題,具有可控制生物膜厚度的過(guò)度增長(cháng)、載體流失量小、載體流化性能好、氧的轉移效率高等主要特點(diǎn)。三相生物流化床為污水處理廠(chǎng)的核心處理構筑物,通過(guò)微生物的新陳代謝作用,來(lái)實(shí)現對有機碳、N、P等有機污染物的降解。增加化學(xué)輔助除磷措施。
一體化內循環(huán)流化床的水力停留時(shí)間:2hr;有效水深:11m;通過(guò)砂濾進(jìn)行去除生物處理中殘留污染物,來(lái)實(shí)現對有機碳、N、P等有機污染物的去除。單臺設計流量:40m3/h;數量:6臺;經(jīng)計算該工藝單位污水量運行成本為0.64 元/(m3˙天)。
1.3 一體化兼氧MBR技術(shù)工藝
膜生物反應器為傳統活性污泥法與膜分離技術(shù)的結合?;钚晕勰嘀形⑸飳υ杏袡C物進(jìn)行生物降解以達到去除有機物的目的。膜分離單元代替了傳統工藝中的二沉池,可大大減小占地面積,穩定出水水質(zhì)。
一體化兼氧MBR設計為臥式罐體結構,MBR膜孔徑0.3μm中空纖維膜。水力停留時(shí)間4h,兼氧區溶解氧0.5mg/L,汽水比:0.1~0.2。經(jīng)初步計算該工藝單位污水量運行成本為0.42元/(m3˙天)。
2.一體化兼氧MBR系統設計
膜生物反應器為傳統活性污泥法與膜分離技術(shù)的結合?;钚晕勰嘀形⑸飳υ杏袡C物進(jìn)行生物降解以達到去除有機物的目的。膜分離單元代替了傳統工藝中的二沉池,可大大減小了占地面積。設備主體MBR膜,應具有適應低濃度污水的性能,其化學(xué)需氧量(COD)適應范圍宜為100mg/L~500mg/L,總氮(TN)宜≤35mg/L;總磷(TP)宜≤10mg/L。且設備主題MBR膜系統內微生物,在貧營(yíng)養條件下(BOD<15mg/L)應能夠有不少于兩周的存活期。一體化膜生物反應器為集約型一體化處理設備,包含進(jìn)水區、處理區、出水區及設備放置區。
3.膜分離單元設計
3.1 膜組件選擇
(1)膜材料
膜材料分為無(wú)機膜材料與有機膜材料兩種。常見(jiàn)有機膜材料為PE、PS與PES等,而無(wú)機膜材料多為一些金屬材料、金屬氧化物以及陶瓷材料。從性能上講,有機膜材料工藝趨于成熟,膜孔徑和形式多樣,造價(jià)低廉,但使用過(guò)程易受污染,使用壽命不長(cháng);無(wú)機膜材料具有良好的化學(xué)穩定性,能耗較低,但制造成本較高,實(shí)際制備工藝也較難。因此,本工程采用的膜材料為改性后的有機膜。
(2)膜形式
根據膜組件的不同,應用在浸入式MBR中的膜為以下兩種:中空纖維膜與平板膜。中空纖維膜在國內的大型的市政工程中應用較多,具有裝填密度高、體積小、工藝簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn),但是對于預處理的要求卻很高,阻力損失較大,常見(jiàn)的中空纖維膜有簾式、束狀、柱狀3種;平板膜的實(shí)際應用較少,有污泥濃度高、抗污堵能力強等優(yōu)點(diǎn),但是也存在著(zhù)裝填密度低、投入資金量較大等缺點(diǎn),主要分為板式和盤(pán)式兩種構造形式。本工程應用的是浸入式MBR膜的中空纖維膜。
(3)膜孔徑
根據膜孔徑的不同,通常將MBR膜分為超濾膜和微濾膜兩種形式。兩者之間并沒(méi)有嚴格地區分定義,在MBR技術(shù)當中,通常將0.1μm作為分界點(diǎn),膜孔徑在0.01μm~0.1μm之間的為超濾膜,膜孔徑在0.1μm~0.4μm之間的稱(chēng)為微濾膜。兩者的孔徑雖然有所不同,但是過(guò)濾作用的是截留部分構成的動(dòng)態(tài)膜,截留去除的貢獻較大,從實(shí)際的工程應用情況來(lái)看,兩者之間的工藝效果并沒(méi)有太大的差別。www.xwjsy.com