膜生物反應(yīng)器課件.ppt

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1、水處理基礎(chǔ)知識第六章膜生物反應(yīng)器（MBR）一、MBR的原理膜生物反應(yīng)器(英文名稱為MembraneBioreactor，縮寫為MBR)。MBR將生物反應(yīng)器和膜分離過程相結(jié)合的一種新型工藝，其最大的特點就是采用膜組件代替?zhèn)鹘y(tǒng)生物處理中的二沉池。污水中的污染物首先在生物反應(yīng)器中進行生物降解，同時生物反應(yīng)器內(nèi)的混合液在膜兩側(cè)壓力差的作用下，水和小于膜孔徑的小分子溶質(zhì)透過膜，即為處理后出水。微生物及大分子溶質(zhì)被膜截留，從而替代沉淀池完成其與處理出水的分離過程。一、MBR的原理在傳統(tǒng)的污水生物處理技術(shù)中，泥水分離是在二沉池中靠重力作用完成的，其分離效率依賴于活性污泥的沉降性能，沉降性越好，泥水分離效率越

2、高。而污泥的沉降性取決于曝氣池的運行狀況，改善污泥沉降性必須嚴格控制曝氣池的操作條件，這限制了該方法的適用范圍。由于二沉池固液分離的要求，曝氣池的污泥不能維持較高濃度，一般在1.5~3.5g/L左右，從而限制了生化反應(yīng)速率。水力停留時間（HRT）與污泥齡（SRT）相互依賴，提高容積負荷與降低污泥負荷往往形成矛盾。系統(tǒng)在運行過程中還產(chǎn)生了大量的剩余污泥，其處置費用占污水處理廠運行費用的25%～40%。傳統(tǒng)活性污泥處理系統(tǒng)還容易出現(xiàn)污泥膨脹現(xiàn)象，出水中含有懸浮固體，出水水質(zhì)惡化。一、MBR的原理和特點MBR工藝通過將分離工程中的膜分離技術(shù)與傳統(tǒng)廢水生物處理技術(shù)有機結(jié)合，不僅省去了二沉池的建設(shè)，而且

3、大大提高了固液分離效率，并且由于曝氣池中活性污泥濃度的增大和污泥中特效菌(特別是優(yōu)勢菌群)的出現(xiàn)，提高了生化反應(yīng)速率。同時，通過降低F/M比減少剩余污泥產(chǎn)生量（甚至為零），從而基本解決了傳統(tǒng)活性污泥法存在的許多突出問題。一、MBR原理1、出水水質(zhì)好在MBR中，降解時間較長的可溶性大分子化合物可以被膜截留下來并與污泥一起返回到生物反應(yīng)器中，使這些化合物在生物反應(yīng)器中的停留時間變長，從而有利于微生物對這些化合物的降解；同時較長的SRT可以使世代時間較長的硝化細菌能夠在生物反應(yīng)器中積累，提高了硝化效果。因此MBR出水有機物含量較低，且總氮和總磷的含量也遠遠低于傳統(tǒng)活性污泥法。同時，由于膜單元采用微濾

4、膜或超濾膜，因而不僅對水中懸浮物截留率高，而且可以去除細菌。MBR特點：一、MBR原理2、工藝參數(shù)易于控制在MBR中，用膜組件代替二沉池，可以同時實現(xiàn)較短的HRT（水力停留時間）和很長的SRT(污泥齡）。同時，MBR中由于膜對污泥的截留，可以在很大程度上消除污泥膨脹現(xiàn)象。污泥齡SRT是指在反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)，微生物從其生成到排出系統(tǒng)的平均停留時間，也就是反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)的微生物全部更新一次所需的時間。從工程上說，在穩(wěn)定條件下，就是曝氣池中工作著的活性污泥總量與每日排放的剩余污泥數(shù)量的比θc。MBR特點：一、MBR原理污泥齡SRT是活性污泥在曝氣池中的平均停留時間，即SRT=曝氣池中的活性污泥量/每天從曝氣池

5、系統(tǒng)排出的剩余污泥量SRT=（X*VT）/（QS*XR+Q*XE）式中SRT——污泥齡，dX——曝氣池中的活性污泥濃度，即MLSS，kg/m3VT——曝氣池總體積，m3QS——每天排出的剩余污泥體積，m3/dXR——剩余污泥濃度，kg/m3Q——設(shè)計污水流量，m3/d?XE——二沉池出水的懸浮固體濃度，kg/m3一般在前置反硝化工藝中，回流比取2.0。若希望進一步提高反硝化率，可繼續(xù)提高回流比。但必須注意，最大回流比為4.0，且回流比較高時存在著將過多的溶解氧帶入反硝化區(qū)的危險。為了減少循環(huán)回流中的溶解氧，可在曝氣池末端設(shè)置隔離區(qū)域，減少該區(qū)中的曝氣量。一、MBR原理水力停留時間HRT是指待處

6、理污水在反應(yīng)器內(nèi)的平均停留時間，也就是污水與生物反應(yīng)器內(nèi)微生物作用的平均反應(yīng)時間（池容/進水流量就是水力停留時間）。因此，如果反應(yīng)器的有效容積為V（立方米），則：HRT=V/Q(h)3、耐沖擊負荷MBR中生物反應(yīng)器中的微生物濃度比普通生物反應(yīng)器高得多，裝置處理容積負荷大，同時當(dāng)進水中有機物濃度變化較大時，有機負荷率(單位質(zhì)量的微生物在單位時間內(nèi)承受的有機物質(zhì)量)變化不大，系統(tǒng)去除有機物的效果變化不大。一、MBR原理4、污泥產(chǎn)生量少生物反應(yīng)器中的污泥濃度很高，因此污泥負荷F/M較低，污泥產(chǎn)量很低。5、易于自動控制MBR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，運行靈活穩(wěn)定，容易操作和實現(xiàn)自動化。但MBR也存在缺點：由于存在

7、膜污染，需要定期反沖洗和化學(xué)清洗；膜需要定期更換；能耗較一般生化處理方法要高。MBR特點：二、MBR工藝類型MBR工藝分類分類依據(jù)種類膜組件與生物反應(yīng)器組合方式分置式、一體式、（一體）復(fù)合式膜組件管式、板框式、中空纖維式等膜材料有機膜、無機膜壓力驅(qū)動形式外壓式、抽吸式生物反應(yīng)器好氧、厭氧曝氣生物反應(yīng)器、萃取膜生物反應(yīng)器、膜分離生物反應(yīng)器二、MBR工藝類型膜組件和生物反應(yīng)器分開設(shè)置。生物反應(yīng)器中的混