MBR工藝技術(shù)的全稱為膜生物反應(yīng)器技術(shù),膜生物反應(yīng)器(MBR)是一種新型的廢水處理工藝,由于該技術(shù)是膜技術(shù)和污水生物處理技術(shù)有機(jī)結(jié)合產(chǎn)生的而具有顯著優(yōu)勢(shì),在工業(yè)廢水處理中得到了日益廣泛的應(yīng)用。
MBR工藝技術(shù);膜生物反應(yīng)器;廢水處理
膜生物反應(yīng)器(Membrane bioreactor,MBR)是一種將膜分離技術(shù)和生物降解技術(shù)有機(jī)結(jié)合而成的新型水處理技術(shù)。與傳統(tǒng)的活性污泥法相比,該工藝?yán)媚し蛛x設(shè)備將生化反應(yīng)池中的大分子有機(jī)物和活性污泥截留在池中,用膜裝置取代二沉池進(jìn)行泥水分離;它幾乎能將所有的微生物截留在生物反應(yīng)器中,使得反應(yīng)器中保持很高的微生物量,污泥齡可以很長(zhǎng),使出水中的有機(jī)污染物含量降到少,有效地去除氮、磷污染物,因此,MBR工藝具有許多其它生物處理工藝不可比擬的優(yōu)勢(shì),廣泛應(yīng)用于廢水深度處理、水資源再利用領(lǐng)域,具有廣闊的應(yīng)用前景。
1 MBR工藝概述
1.1 MBR工藝凈水原理
MBR工藝首先利用生物反應(yīng)器中微生物的降解作用對(duì)廢水進(jìn)行處理,再經(jīng)過膜的有效分離將大分子有機(jī)物和活性污泥截留在生物反應(yīng)器當(dāng)中。通過膜的分離技術(shù)大大強(qiáng)化了生物反應(yīng)器的處理性能,使活性污泥濃度大大提高,MBR 工藝的水力停留時(shí)間(HRT)和污泥停留時(shí)間(SRT)可以分別進(jìn)行控制,提高了工藝的操作性。
1.2類型
MBR的基本結(jié)構(gòu)包括四個(gè)環(huán)節(jié):進(jìn)水系統(tǒng)、生物反應(yīng)池、膜組件、自控系統(tǒng)。由于各個(gè)環(huán)節(jié)的多樣性,MBR 有著不同的分類。按膜組件和生物反應(yīng)器的相對(duì)位置,MBR可以分為一體式膜生物反應(yīng)器、分置式膜生物反應(yīng)器和復(fù)合式膜生物反應(yīng)器三種。按膜組件功能,可分為膜—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;按膜組件形式不同,MBR可分為管式、板框式、中空纖維式;按壓力驅(qū)動(dòng)形式不同,可分為外壓式、抽吸式反應(yīng)器;按生物反應(yīng)器類型,可分為好氧式和厭氧式兩種。
分類依據(jù) 種類
膜組件和生物反應(yīng)器的相對(duì)位置 一體式膜生物反應(yīng)器、分置式膜生物反應(yīng)器和復(fù)合式膜生物反應(yīng)器
膜組件功能 膜—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
膜組件形式 管式、板框式、中空纖維式
壓力驅(qū)動(dòng)形式 外壓式、抽吸式反應(yīng)器
生物反應(yīng)器類型 好氧式、厭氧式
1.3特點(diǎn)
(1)出水水質(zhì)穩(wěn)定。MBR 能夠進(jìn)行有效的固液分離,膜單元能夠截留可溶性大分子化合物和微生物,出水水質(zhì)良好,符合三級(jí)處理標(biāo)準(zhǔn),可直接回用或補(bǔ)充地下水??蛇M(jìn)行回用。
(2)提升了難降解有機(jī)物的凈化效率,降低了水力停留時(shí)間。在反應(yīng)器內(nèi)通常都會(huì)留有大量的難降解有機(jī)物,那么其與微生物的接觸時(shí)間就更長(zhǎng),那么就可以更好的培養(yǎng)專性微生物,大大的提升了難降解有機(jī)物的凈化效率。
(3)耐負(fù)荷沖擊。MBR 的微生物濃度遠(yuǎn)高于其他生物反應(yīng)器,裝置能夠處理的容積負(fù)荷大,當(dāng)進(jìn)水的有機(jī)物濃度變化較大時(shí),單位質(zhì)量微生物在單位時(shí)間內(nèi)處理的有機(jī)物質(zhì)量,即有機(jī)負(fù)荷率變化不會(huì)很大,那么系統(tǒng)的處理效果也不會(huì)有很大變化。
(4)MBR 利用其高的 MLSS,可以保證有機(jī)負(fù)荷高峰期的出水水質(zhì),且在低峰期污泥可以進(jìn)行自身消化(內(nèi)源呼吸),致使剩余污泥比常規(guī)活性污泥法處理少50 %~80 %,可以減小剩余污泥處置費(fèi)用。
2.應(yīng)用現(xiàn)狀
2.1應(yīng)用
2.1.1 MBR 技術(shù)在重金屬行業(yè)廢水處理中的應(yīng)用
分別采用陶瓷膜和超濾膜生物反應(yīng)器對(duì)某印刷電路板(PCB)廠現(xiàn)有廢水處理廠出水進(jìn)行深度處理研究。結(jié)果表明:在進(jìn)水 COD 191.2~270.4 mg/L、NH3-N 30~50 mg/L,MLSS 6500 mg/L、DO 4~8 mg/L、反應(yīng)時(shí)間為 5 h 的條件下,兩種膜生物反應(yīng)器出水 COD 和 NH3-N 的濃度分別低于 99.2 mg/L 和 0.759 mg/L,達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8978-1996)中的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。
2.2.2 MBR 技術(shù)在乙烯廢水處理中的應(yīng)用
在某乙烯工程采用MBR工藝進(jìn)行廢水處理。工程運(yùn)行結(jié)果表明,該工藝出水水質(zhì)穩(wěn)定,CODCr,NH3-N、油的平均質(zhì)量濃度分別為24.45、0.37/0.36mg/L,出水SS檢測(cè)不出,滿足GB8978-1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的要求。
2.2.3在合成氨工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用
在某廢水處理站采用采用A/O/A+MBR工藝,MBR采用一體式,選用 MUNG-620AIIT型中空纖維微濾膜進(jìn)行合成氨工業(yè)廢水處理。MBR 投運(yùn)后,出水COD 含量 <70mg/L,NH3-N含量含量可穩(wěn)定在<25mg/L,2套 MBR系統(tǒng)的產(chǎn)水量均為150m3/h,達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。1年多的實(shí)際運(yùn)行情況表明,該污水處理系統(tǒng)為企業(yè)的節(jié)能減排提供了可靠保障。
2.2影響 MBR 凈化效果的因素
影響 MBR 工藝系統(tǒng)運(yùn)行效果的 4 個(gè)重要指標(biāo)分別是污泥濃度(MLSS)、COD 負(fù)荷、溫度、pH。隨著 MLSS 的增高,微生物量也就增加,對(duì)水質(zhì)水量的變化適應(yīng)能力加強(qiáng),抗沖擊負(fù)荷能力變強(qiáng)。由于 MBR 出水水質(zhì)穩(wěn)定,所以其動(dòng)力學(xué)參數(shù) COD 污泥負(fù)荷和容積負(fù)荷隨進(jìn)、出水的 COD 濃度變化而變化。溫度對(duì)微生物及其酶的活性都有很大的影響,溫度的改變不僅影響生化反應(yīng)的速度和平衡等,而且還影響微生物及其酶系統(tǒng)的種類,從而產(chǎn)生不同類型的生化反應(yīng)。在 MBR 工藝中,pH 的降低,對(duì) COD 的去除率影響不是很大,但對(duì)NH3-N的去除率影響很大。