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MBR膜污水處理系統(tǒng)
閱讀:681 發(fā)布時(shí)間:2019-8-14MBR膜污水處理系統(tǒng)
生物膜法是屬于好養(yǎng)生物處理的方法,它是將廢水通過(guò)好氧微生物和原生動(dòng)物,后生動(dòng)物等在載體填料上生長(zhǎng)繁殖形成的生物膜,吸附和降解有機(jī)物,使廢水得到凈化的方法。根據(jù)裝置的不同,生物膜法可分為生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤(pán)、接觸氧化法和生物流化床等四類。
生物膜法處理污水的基本流程
廢水經(jīng)初次沉淀池后進(jìn)入生物膜反應(yīng)器,廢水在生物膜反應(yīng)器中經(jīng)需氧生物氧化去除有機(jī)物后,再通過(guò)二次沉淀池出水。
生物膜法處理污水機(jī)理
(1)、 生物膜的構(gòu)造特征
生物膜(好氧層+兼氧層+厭氧層)+附著水層(高親水性)。
(2)、 降解有機(jī)物的機(jī)理
①微生物:沿水流方向?yàn)榧?xì)菌——原生動(dòng)物――后生動(dòng)物的食物鏈或生態(tài)系統(tǒng)。具體生物以菌膠團(tuán)為主、輔以球衣菌、藻類等,含有大量固著型纖毛蟲(chóng)(鐘蟲(chóng)、等枝蟲(chóng)、獨(dú)縮蟲(chóng)等)和游泳型纖毛蟲(chóng)(楯纖蟲(chóng)、豆形蟲(chóng)、斜管蟲(chóng)等),它們起到了污染物凈化和清除池內(nèi)生物(防堵塞)作用。
②污染物:重→輕(相當(dāng)多污帶→α中污帶→β中污帶→寡污帶)。
③供氧:借助流動(dòng)水層厚薄變化以及氣水逆向流動(dòng),向生物膜表面供氧。
④傳質(zhì)與降解:有機(jī)物降解主要是在好氧層進(jìn)行,部分難降解有機(jī)物經(jīng)兼氧層和厭氧層分解,分解后產(chǎn)生的H2S,NH3等以及代謝產(chǎn)物由內(nèi)向外傳遞而進(jìn)入空氣中,好氧層形成的NO3--N、NO2--N等經(jīng)厭氧層發(fā)生反硝化,產(chǎn)生的N2也向外而散入大氣中。
⑤生物膜更新:經(jīng)水力沖刷,使膜表面不斷更新(DO及污染物),維持生物活性(老化膜固著不緊)。
MBR膜污水處理系統(tǒng)生物膜的凈化特征
(1)、微生物相方面:
①微生物的多樣化:生物膜是由細(xì)菌、真菌、藻類、原生動(dòng)物、后生動(dòng)物以及一些肉眼可見(jiàn)的蠕蟲(chóng)、昆蟲(chóng)的幼蟲(chóng)組成(濾池蠅具有抑制生物膜過(guò)速增長(zhǎng)的功能)。
②生物的食物鏈長(zhǎng):生物膜上的食物鏈要長(zhǎng)于活性污泥,因此污泥量少于活性污泥系統(tǒng)。
③能夠存活時(shí)間長(zhǎng)的微生物:SRT與HRT無(wú)關(guān),因此硝化菌和亞硝化菌也得以繁衍、增殖,因此生物膜法的各種工藝都具有硝化功能,采取適當(dāng)運(yùn)行方式,可脫氮。
④分段運(yùn)行與優(yōu)勢(shì)菌種:生物膜法多分多段運(yùn)行,每段繁衍與本段水質(zhì)相適應(yīng)的微生物。
(2)、生物膜法處理污水工藝方面的特征
①對(duì)水質(zhì)、水量變動(dòng)有較強(qiáng)的適應(yīng)性:一段時(shí)間中斷進(jìn)水,對(duì)生物膜也不會(huì)有致命影響,通水后易恢復(fù)。
②污泥沉淀性良好:污泥比重較大 ,且顆粒較大,易沉淀;但厭氧層過(guò)厚時(shí),脫落的細(xì)小非活性懸浮物分散于水中,使水的澄清度下降。
③微生物量多,處理能力大、凈化功能強(qiáng):附著生長(zhǎng),故生物膜含水率低,單位池容的生物量是活性污泥法的5~20倍,因而具有較大處理能力,凈化功能顯著提高。
④能夠處理低濃度廢水:生物膜能處理活性污泥法不能處理的低濃度污水和微污染的原水,使B0D5降至5~10mg/L。
⑤易于維護(hù)運(yùn)行,節(jié)能,動(dòng)力費(fèi)用低;如生物轉(zhuǎn)盤(pán)、生物濾池等,去除單位BOD的耗電量較少。
膜生物反應(yīng)器分離式和一體式兩種,其中一體式一次性投資費(fèi)用多于分離式,而分離式的運(yùn)行費(fèi)用多于一體式。決定膜生物反應(yīng)器運(yùn)行費(fèi)用的關(guān)鍵在于動(dòng)力費(fèi)用和更換生物膜的費(fèi)用,其中一體式膜生物反應(yīng)器的運(yùn)行費(fèi)用更多取決于生物膜更換費(fèi);相反分離式膜生物反應(yīng)器的運(yùn)行費(fèi)用則更多的取決于動(dòng)力費(fèi)。
在膜生物反應(yīng)器長(zhǎng)期的使用過(guò)程中,盡管一體式一次性投資費(fèi)用多于分離式,但投入運(yùn)行后一體的運(yùn)行費(fèi)用同分離式相比減少了25%。其中,兩種膜生物反應(yīng)器的運(yùn)行能耗為:分離式3~4kW˙h/m3,一體式0.6~2kW˙h/m3,活性污泥污水處理的能耗僅有0.3~0.4kW˙h/m3,不難看出膜生物反應(yīng)器運(yùn)行費(fèi)用高的很大一部分原因是能耗較大。就一體式膜生物反應(yīng)器而言,其能耗中占比例的是工藝泵和鼓風(fēng)機(jī)。
MBR膜污水處理系統(tǒng)數(shù)據(jù)顯示,在膜生物反應(yīng)器全部能耗中鼓風(fēng)機(jī)占超過(guò)九成。所以降低能耗的主要對(duì)象是減少鼓風(fēng)機(jī)的能耗,換言之應(yīng)減少曝氣強(qiáng)度。但若曝氣強(qiáng)度下降,比流量也會(huì)同步降低,如果要保證其污水處理質(zhì)量,在膜面積和反應(yīng)器體積等方面的成本則會(huì)相應(yīng)上升。因此在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中,為了保證污水處理的質(zhì)量同時(shí)提升經(jīng)濟(jì)性,可以選擇減少通量、增大膜面積,不可選擇加大曝氣量?,F(xiàn)階段我國(guó)內(nèi)膜生物反應(yīng)器在生活污水處理上的應(yīng)用中,一體式所占比例高于分離式。
影響膜生物反應(yīng)器運(yùn)行穩(wěn)定性的因素有兩個(gè),分別是能夠?qū)ξ鬯幚碣|(zhì)量產(chǎn)生影響的生物動(dòng)力學(xué)參數(shù),以及能夠?qū)ξ鬯幚砟芰Ξa(chǎn)生影響的膜分離參數(shù)。
生物動(dòng)力學(xué)參數(shù)
數(shù)據(jù)顯示,處理生活污水過(guò)程中,不同膜生物反應(yīng)器在水力停留時(shí)間為1.5h、5.8h,且CODCr容積負(fù)荷為高負(fù)荷情況中擁有相同的處理成效,不同類別的膜生物反應(yīng)器都能去除超過(guò)九成的CODCr。這表明出水受容積負(fù)荷和水力停留時(shí)間對(duì)膜生物反應(yīng)器的運(yùn)行效果不會(huì)產(chǎn)生較大影響,但NH3—N受沖擊負(fù)荷對(duì)其運(yùn)行效果有著較大影響。
膜分離參數(shù)
提升膜通量、延長(zhǎng)膜使用時(shí)長(zhǎng)、減少膜的價(jià)格都能夠很大程度上減少膜生物反應(yīng)器的運(yùn)行成本。在不影響污水處理效果的基礎(chǔ)上,膜通量要盡量提高,進(jìn)而降低膜的使用面積,從而減少基建成本和運(yùn)行成本。
膜通量的大小受到材料、操作方式、水力環(huán)境等條件的影響。其中微濾膜的操作壓力在0.01~0.3MPa之間。很多從業(yè)人員指出膜有一個(gè)臨界壓力值,如果操作壓力未達(dá)到臨界壓力值,膜通量和壓力的大小成正比;如果操作壓力超過(guò)臨界壓力值,則會(huì)導(dǎo)致膜表面污染加劇,且此時(shí)壓力對(duì)膜通量的影響不大。
膜生物反應(yīng)器在生活污水處理中存在的問(wèn)題和解決措施
膜污染與能耗
同傳統(tǒng)的污水處理方法相比,膜生物反應(yīng)器一直存在著膜污染的問(wèn)題,且該問(wèn)題始終沒(méi)有得到較好的解決。膜污染會(huì)導(dǎo)致膜的透水率減小,對(duì)污水的處理質(zhì)量有著很大的負(fù)面影響,這也是膜生物反應(yīng)器沒(méi)有得到普及的一個(gè)重要原因,目前對(duì)膜污染的原因和規(guī)律還在深入研究。