膜生物反应器(MBR)技术是膜分离技术与生物技术有机结合的新型水处理技术,它利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物截留住,省掉二沉池。膜-生物反应器工艺通过膜的分离技术大大强化了生物反应器的功能,使活性污泥浓度大大提高,其水力停留时间(HRT)和污泥停留时间(SRT)可以分别控制。
膜生物反应器的优越性 1) 对污染物的去除率高,抗污泥膨胀能力强,出水水质稳定可靠,出水中没有悬浮物; 2 ) 膜生物反应器实现了反应器污泥龄STR和水力停留时间HRT的分别控制,因而其设计和操作大大简化; 3 ) 膜的机械截留作用避免了微生物的流失,生物反应器内可保持高的污泥浓度,从而能提高体积负荷,降低污泥负荷,具有极强的抗冲击能力; 4 ) 由于SRT很长,生物反应器又起到了“污泥硝化池”的作用,从而显著减少污泥产量,剩余污泥产量低,污泥处理费用低; 5 ) 由于膜的截流作用使SRT延长,营造了有利于增殖缓慢的微生物。如硝化细菌生长的环境,可以提高系统的硝化能力,同时有利于提高难降解大分子有机物的处理效率和促使其彻底的分解; 6 ) MBR曝气池的活性污泥不不会随出水流失,在运行过程中,活性污泥会因进入有机物浓度的变化而变化,并达到一种动态平衡,这使系统出水稳定并有耐冲击负荷的特点; 7 ) 较大的水力循环导致了污水的均匀混合,因而使活性污泥有很好的分散性,大大提高活性污泥的比表面积。MBR系统中活性污泥的高度分散是提高水处理的效果的又一个原因。这是普通生化法水处理技术形成较大的菌胶团所难以相比的; 8 ) 膜生物反应器易于一体化,易于实现自动控制,操作管理方便; 9) MBR工艺省略了二沉池,减少占地面积。
MBR的基本分类
内容 |
分类 |
膜组件 |
管式、板框式、中空纤维式 |
膜材料 |
有机膜、无机膜 |
压力驱动形式 |
外压式、抽吸式 |
生物反应器 |
好氧、厌氧 |
膜组件与生物反应器的组合方式 |
分置式、一体式(浸没式) |
曝气生物反应器、萃取膜生物反应器、膜分离生物反应器 |
分置式MBR是指膜组件与生物反应器分开设置,在分置式MBR中,生物反应器的混合液由泵增压后进入膜组件,在压力作用下膜过滤液成为系统处理出水,活性污泥、大分子物质等则被膜截留,并回流到生物反应器内。分置式MBR采用的膜组件形式一般为平板式和管式。 分置式MBR通过料液循环错流运行,其特点是:运行稳定可靠,操作管理容易,易于膜的清洗、更换及增设。但为了减少污染物在膜面的沉积,由循环泵提供的料液流速很高,为此动力消耗较高。 一体式MBR是指膜组件安置在生物反应器内部。根据生物处理工艺的要求,可分为两种组成形式:第一种有两个生物反应器,其中一个为硝化池,另一个为反硝化池。膜组件浸没于硝化反应器中,两池之间通过泵来更新要过滤的混合液。 一体式MBR利用曝气时气液向上的剪切力来实现膜面的错流效果,也有采用在一体式膜组件附近进行叶轮搅拌和膜组件自身的旋转(如转盘式膜组件)来实现膜面错流效应。与分置式相比,一体式的最大特点是运行能耗低。一些学者认为,一体式在运行稳定性、操作管理方面和清洗更换上不及分置式。
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