一、MBR 工藝的組成
膜- 生物反應(yīng)器主要由膜分離組件及生物反應(yīng)器兩部分組成。通常提到的膜 - 生物反應(yīng)器實(shí)際上是三類(lèi)反應(yīng)器的總稱(chēng):① 曝氣膜- 生物反應(yīng)器(Aeration Membrane Bioreactor, AMBR) ;② 萃取膜- 生物反應(yīng)器( ExtractiveMembrane Bioreactor, EMBR );③ 固液分離型膜- 生物反應(yīng)器( Solid/Liquid SeparationMembrane Bioreactor, SLSMBR, 簡(jiǎn)稱(chēng) MBR )。
曝氣膜-生物反應(yīng)器早見(jiàn)于 Cote.P 等 1988年報(bào)道,采用透氣性致密膜(如硅橡膠膜)或微孔膜(如疏水性聚合膜),以板式或中空纖維式組件,在保持氣體分壓低于泡點(diǎn)( Bubble Point)情況下,可實(shí)現(xiàn)向生物反應(yīng)器的無(wú)泡曝氣。該工藝的特點(diǎn)是提高了接觸時(shí)間和傳氧效率,有利于曝氣工藝的控制,不受傳統(tǒng)曝氣中氣泡大小和停留時(shí)間的因素的影響。 地埋式一體化污水處理設(shè)備地埋式一體化污水處理設(shè)備
萃取膜- 生物反應(yīng)器 又稱(chēng)為 EMBR (Extractive Membrane Bioreactor)。因?yàn)楦咚釅A度或?qū)ι镉卸疚镔|(zhì)的存在,某些工業(yè)廢水不宜采用與微生物直接接觸的方法處理;當(dāng)廢水中含揮發(fā)性有毒物質(zhì)時(shí),若采用傳統(tǒng)的好氧生物處理過(guò)程,污染物容易隨曝氣氣流揮發(fā),發(fā)生氣提現(xiàn)象,不僅處理效果很不穩(wěn)定,還會(huì)造成大氣污染。為了解決這些技術(shù)難題,英國(guó)學(xué)者 Livingston研究開(kāi)發(fā)了 EMB 。廢水與活性污泥被膜隔開(kāi)來(lái),廢水在膜內(nèi)流動(dòng),而含某種專(zhuān)性細(xì)菌的活性污泥在膜外流動(dòng),廢水與微生物不直接接觸,有機(jī)污染物可以選擇性透過(guò)膜被另一側(cè)的微生物降解。由于萃取膜兩側(cè)的生物反應(yīng)器單元和廢水循環(huán)單元是各自獨(dú)立,各單元水流相互影響不大,生物反應(yīng)器中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和微生物生存條件不受廢水水質(zhì)的影響,使水處理效果穩(wěn)定。系統(tǒng)的運(yùn)行條件如 HRT 和 SRT 可分別控制在的范圍,維持大的污染物降解速率。
固液分離型膜- 生物反應(yīng)器是在水處理領(lǐng)域中研究得為廣泛深入的一類(lèi)膜 -生物反應(yīng)器,是一種用膜分離過(guò)程取代傳統(tǒng)活性污泥法中二次沉淀池的水處理技術(shù)。在傳統(tǒng)的廢水生物處理技術(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(lài)于活性污泥的沉降性能,沉降性越好,泥水分離效率越高。而污泥的沉降性取決于曝氣池的運(yùn)行狀況,改善污泥沉降性必須嚴(yán)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(shí)間( HRT )與污泥齡( SRT)相互依賴(lài),提高容積負(fù)荷與降低污泥負(fù)荷往往形成矛盾。系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中還產(chǎn)生了大量的剩余污泥,其處置費(fèi)用占污水處理廠運(yùn)行費(fèi)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。針對(duì)上述問(wèn)題, MBR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(jī)結(jié)合,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*菌 (特別是優(yōu)勢(shì)菌群 ) 的出現(xiàn),提高了生化反應(yīng)速率。同時(shí),通過(guò)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(wèn)題。