膜生物反应器运行中的膜污染及其控制
文章编号:1007-8924(2005)02-0080-05
膜生物反应器运行中的膜污染及其控制
杨宗政 顾 平
(天津大学环境科学与工程学院,天津300072)
摘 要:阐述了膜生物反应器(M BR)在水处理方面的优缺点及膜污染的主要影响因素,总结了国内外关于膜污染及其数学模型的研究进展,归纳出膜污染模型的几种形式,并从膜本身的理化性质改变、混合液理化特性改善、操作条件优化等方面论述了减缓膜污染的方法及措施,介绍了几种膜清洗的方法及设计和操作过程中应注意的问题,提出了今后研究的重点和方向.关键词:膜生物反应器;膜污染;数学模型;控制途径中图分类号:X703.1 文献标识码:A 在水资源日益紧张的今天,M BR 作为一种新型、高效的水处理技术,具有体积负荷高、占地面积小、剩余污泥量少、出水水质好且稳定等优点,已受到各国水处理工作者的重视.同时,也存在膜堵塞、清洗困难且成本较高以及膜(尤其是无机膜)的成本高等缺点.目前,M BR 处理成本高的重要原因之一是膜污染,造成运行后期只能靠更换膜来恢复处理量,而使运行费用提高.膜污染问题成为MBR 工艺的 瓶颈 .因此,研究膜污染机理、延缓膜污染,成为目前MBR 工艺急需研究解决的关键问题之一,各国研究者很早就着手研究膜污染问题.
本文对各种形式的膜污染模型进行了归纳、分类,并对膜污染的控制方法及清洗手段进行了总结,提出了膜污染控制技术的研究重点和方向.
1 膜污染及影响因素
膜污染是指MBR 内混合液中的悬浮颗粒、胶体粒子或溶解性大分子有机物在膜表面和膜孔内吸
附沉积,造成膜孔径减小或堵塞,使膜通量下降的现象.根据膜污染形成的位置可以分为外部堵塞(污染物吸附沉积在膜的表面,增加了水流过膜的阻力)和内部堵塞(污染物在膜孔内吸附沉积,减小了膜孔径,从而降低了膜通量).根据造成污染的物质不同可分为无机污染、有机污染和生物污染.其中以有机
污染和生物污染最为普遍,对膜通量的影响最大.
影响膜污染的因素包括:
1)膜本身的特性如膜孔径及其分布、膜结构、
膜的物理特性、膜-溶质-溶剂之间的相互作用;
2)被处理的污水水质,特别是水中有机物的种类和浓度;
3)操作条件如污泥泥龄、溶解氧浓度、膜面流速、温度等;
4)MBR 的特征尺寸,高度、曝气系统布置等;5)其他因素如微生物种群之间的相互影响、膜本身对生物膜生长的影响、细菌胞外聚合物(EPS)的组成及浓度等.
2 膜污染的数学模型
根据膜污染模型形式可分为两类:一类是从膜的结构、特性出发来描述污染现象的模型;另一类是指数式经验模型.这两类模型又可归纳为以下几种.2.1 与过膜压力(TMP)的关系
据报道,膜的溶剂透过速率根据标准的Darcy 定律可表示如下[1]:
J V = p (R m +R f +R c
)= p
R t (1)
式中,J V 为膜通量,m 3/(m 2!s); p 为过膜压力(TM P),Pa; 为滤液黏度,Pa !s;R m 为纯膜阻力,
收稿日期:2004-02-05;修改稿收到日期:2004-05-17
基金项目:国家高技术研究发展计划(863)资助项目(2002AA601240)
作者简介:杨宗政(1974-),男,河北人,博士生,讲师,研究水污染治理理论与技术.E-mail:yzz3520@https://www.wendangku.net/doc/a68014937.html,
第25卷 第2期膜 科 学 与 技 术
Vol.25 No.2
2005年4月M EM BRAN E SCI EN CE AN D T ECHNOL OGY Apr.2005
m-1;R f为膜污染阻力,m-1;R c为泥饼阻力,m-1; R t为总阻力,m-1.
式(1)揭示了膜总阻力的构成.其中,纯膜阻力由膜的性质决定,膜选定后R m基本保持不变.因此,提高膜通量的途径只有增加操作压力或是通过改变操作条件降低膜污染阻力和泥饼层阻力.操作压力对膜通量和膜污染同时有影响,即高操作压力能获得较大的膜通量,但膜易受污染;低操作压力虽能降低膜的污染速度,但仅能获得较低的膜通量而增加费用.这是一个 静态的公式,没有说明膜通量如何受操作条件和运行时间的影响.经验表明,过高的操作压力将产生较快的膜污染,为获得的较高膜通量只有设法降低膜污染阻力和泥饼层阻力.
罗虹等[2]采用在中空纤维膜M BR中投加粉末活性炭(PAC)的方法有效地减小了滤饼层阻力(从原来占膜总阻力的51.3%降到11.6%),减缓了膜通量的下降.
2.2 与EPS的关系
Lee等[3]将膜通量、TM P、过滤阻力进行关联,得到了可用于MBR优化运行的数学模型.
J V=
p
(!m+R m)(2)
m=k m V p X Tss
A
(3)
式中,J V为膜渗透通量,m3/(m2!s); p为过膜压力(TMP),Pa;为EPS比阻力,m/kg;m为膜面EPS累积密度,kg/m2;k m为交叉流动影响系数;V p 为累积渗透液体积,m3;X TSS为M BR中总悬浮固体浓度,kg/m3;A为膜面积,m2.
式(2)和(3)包括了 动态因素,对于膜通量变化的描述更为详细.膜渗透通量与纯膜阻力以及!m(包括膜污染阻力和泥饼层阻力)之和成反比,与膜两侧压差成正比.!m关联了单位膜面积的累积处理水量、反应器混合液悬浮固体浓度、重要的操作条件(交叉流动)影响和EPS的阻力特性.交叉流动影响系数k m随混合液流动形态从层流到湍流在范围1 ~0内变化,且当k m=1时,膜过滤阻力达到最大值,膜通量最小.该模型在操作参数优化和膜污染控制方面有一定意义.由模型可知,减缓膜污染的途径包括降低反应器混合液悬浮固体浓度、强化交叉流动和通过改善混合液生物相的性状而降低EPS的阻力.
2.3 与温度的关系
温度对透水量的影响由混合液特性决定.在污泥浓度(MLSS)为18000mg/L,温度在33~36?时,温度增加1?,透水量增加1L/(m2!h),黏度变化2%.对相同的污水和相同的污泥浓度条件下,透水量与温度的关系可用下式表达[4,5]:
Q V T=Q V25#(1.0215)(T-25)(4)式中,Q V T为T?时透水量,m3/d;Q V25为25?时透水量,m3/d;T为水温,?.
由式(4)可以看出,在33~36?间,随着温度的升高透水量呈指数增加.由此可见,混合液温度升高,有助于减小膜阻力,使透水量增加.
2.4 与运行时间的关系
运行时间(t)很小时,即在M BR的启动阶段,膜通量随时间的变化关系可用下列模型表示[6]: J V=J Vmin+u1/t+u2/t2+u3/t3
(t=0~40d)(5)
反应一段时间后,随着时间的延长,膜通量随时间按照如下规律变化:
J V=J Vmin+u/t (t>180d)(6)式中,J V为膜通量,L/(m2!d);J Vmin为膜通量的极限值,即膜通量的最小值,L/(m2!d);t为运行时间,d;u1,u2,u3为膜污染反映系数,反映了膜堵塞的快慢,L/m2,(L!d)/m2,(L!d2)/m2.
式(6)说明在MBR的运行初期或工况变更期,反应器内部处于不稳定状态,微生物代谢能力较弱,降解中间产物增多,使凝胶层上迅速积累污染物,从而使膜通量随时间的变化很不稳定,呈负三次方关系.一段时间后,微生物恢复正常的生化反应能力,降解中间产物减少,凝胶层上的污染物趋于一种动态平衡,而呈负一次方关系[7].
2.5 与污泥浓度的关系
泥饼层的形成与M LSS有直接关系,M LSS对膜透水量和过滤阻力有直接影响.因获得相同的膜出水,膜表面将可能产生较多的泥饼,产生较大的泥饼层阻力.另外,在进水水质相同的情况下,MBR中较高的MLSS意味着反应器采用了较长的泥龄,生物相多处于内源代谢期,反应器中可能存在较多的EPS,造成了EPS阻力的增加.M LSS在10000~12 000mg/L时,MBR膜通量与M LSS的对数成正比关系,而且截距不为零,可用公式(7)表示[7-11]:
J V=-A log(MLSS)+B(7)式中,J V为膜通量,m3/(m2!d);MLSS为污泥浓度, mg/L;A,B为常数,且A>0,B>0.随着膜材质、
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处理水质及操作条件的不同,A,B取不同的值.
综上所述,很多研究者都在致力研究膜污染的数学模型,提出了各种形式的模型,对膜污染的程度做了定量的描述,其目的都是揭示膜污染的影响因素,以获得解决问题的方法.虽然每一个模型都是在特定条件下获得的,难于具有普适性,但是这些模型从不同的角度描述了膜污染和影响因素,把前人的工作综合起来,就可能获得对膜污染机制及其控制方法的全面了解.为进一步深入研究提供了依据.
3 膜污染控制
膜污染控制可从膜本身的理化性质、混合液理化特性的改善、操作条件的优化等方面来考虑.现以一体式中空纤维膜为例来说明膜污染的控制方法. 3.1 膜的理化性质
(1)膜材料 在选择膜材料时应从材料价格、使用寿命、抗污染性、产水量、耐热及化学稳定性等方面进行技术经济评价,通过对设备初期投资和运行费用的比较来确定[12].
(2)膜孔径 当污染物粒径小于膜孔径时,污染物会吸附在膜孔内部,造成膜孔堵塞;反之,污染物则会在膜表面形成污染层[13].但是,选用膜孔径过大,污染物容易在膜孔中聚集,通量下降快,膜的污染也快.
(3)膜面预处理 根据膜污染主要贡献物质的电荷选择带同种电荷的膜,利用同种电荷相斥原理减缓滤饼层的形成,或者采用预膜技术,在新膜表面覆盖一层颗粒细小的胶体物质(如氢氧化铁)而截留住小分子污染物,达到减缓膜污染的目的.
3.2 改善混合液的理化特性
(1)改善MLSS的可滤性 在混合液中加入PAC,不仅可使混合液内的COD迅速降低,减轻膜的负担;还有助于污泥絮体相互聚集而形成体积更大、强度更高、黏性更小的污泥絮体,提高混合液的可滤性、改善泥水分离性能、减缓滤饼层的形成[2,14].
(2)控制反应器中MLSS浓度 较高的污泥浓度可提高生物反应器的容积负荷,但混合液中的固体物质和溶解性代谢产物(SMP)容易在膜表面沉积,导致过滤阻力增加和膜通透量降低.相反,当污泥浓度太低时,微生物对SMP的吸附和降解能力减弱,使得混合液中的SMP浓度增加,从而容易被膜表面吸附形成凝胶层,导致过滤阻力增加、膜通透量下降.
张军等[15]研究表明,复合型MBR能维持较低的悬浮生物量浓度且保证高生物总量,从而有效地减缓膜过滤阻力的上升和膜堵塞.Laure等[16]试验结果表明,悬浮物、胶体和溶解性分子对过滤阻力的相对影响分别为65%,30%和5%.
(3)生物强化(优势菌)技术 生物强化技术(bioaugmentation)又称生物增强技术,是通过向废水处理系统中投加筛选的优势菌种和基因重组合成的高效菌种,以改善原处理系统的能力,达到对某一种和某一类有害物质的去除或某方面性能的优化目的.庞金钊等[17]在用M BR处理洗车废水过程中,发现难降解有机物在反应器内累积,混合液的COD 比进水COD高几倍,投加优势菌种来实现对难降解物的去除,能够有效减轻膜截留形成的膜污染.
生物强化技术不仅可以促进对目标物的降解,而且某些特定菌的投加还能抑制丝状菌膨胀,降低污泥产量和污泥黏度.针对膜的生物污染,投加EPS 黏性小的优势菌,可以减缓膜污染.
3.3 优化操作条件
(1)错流过滤 对于错流过滤,滤液沿膜面流动阻止了悬浮颗粒在膜表面的沉积,所产生的流体剪切力和惯性升力能促进膜表面被截留物质向流体主体的反向运动,从而克服浓差极化,减缓了由膜污染造成的膜通量下降.
(2)间歇操作 膜污染与混合液中的悬浮固体向膜表面运动速度v f和曝气剪切力造成的沉积污泥从膜面的脱离速度v b有密切关系.当v f>v b时悬浮固体将会在膜表面沉积;当v f?v b时,混合液中的悬浮固体不会沉积在膜表面,同时沉积在膜表面的污泥也会从膜面脱落下来.徐慧芳等[18]用气升循环分体式M BR处理厕所污水,研究了产水时间对产水量的影响,结果表明:工作时间/间歇时间为3%1~5%1更能保持较大的膜通量,有效地减缓膜污染.
(3)合理(空)曝气 在MBR中,曝气的目的除了为微生物供氧之外,大量气泡以较高速度穿过中空纤维膜组件的过程,以及气体夹带的水流对膜面的冲刷作用,使膜表面处于剧烈紊动状态,避免了凝胶层的增厚和堵塞物质的积累,大大延长了膜清洗周期.因此其曝气量较高,气水体积比为40~100,明显高于传统处理工艺[19].但曝气过大时,会导致膜表面沉积的颗粒粒径减小,使滤饼的结构更加致密,从而使其膜过滤阻力增加.因此也并不是曝气量
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越大越好.另外,当膜表面附着的污泥层为主要过滤阻力时,可以停止进出水,通过空曝气能够使膜过滤压差下降3 8~10.8kPa[20].
(4)定期反冲或反吹 定期空气反吹或水反冲洗不仅可以将膜面的泥饼层吹脱,还可以将膜孔中的污染物清洗掉,从而获得稳定的膜通量,但是对膜组件的强度和性能要求较高.
另外,膜材料表面常常存在有机械损伤或制造过程中形成的瑕疵,而在MBR运行一段时间后,这些损伤或瑕疵会被悬浮固体所堵塞而修复,并不影响出水水质,而如果采用空气反吹或水反冲洗,已形成的修复会被破坏而影响出水水质.
(5)合理放置膜组件 膜组件的安放应当考虑膜组件与曝气池墙体之间的距离、膜组件与空气扩散器之间的距离以及膜组件与反应器液面、空气扩散器和曝气池底之间的距离,以保证水从池底垂直向上流、膜表面与水流均匀接触、使向下的水流能均匀分布在膜单元周围,尽量降低浓差极化,有利于减缓泥饼的形成和促进泥饼层的脱落,达到延缓膜污染的目的.膜组件放置在曝气管(盘)上方,使中空纤维膜丝在反应器的混合液中摆动,有利于泥饼层的脱落.
4 膜的清洗
即使采用合理的设计、操作减缓膜污染,当M BR运行一段时间后,污染物开始在膜的微孔内附着.如果污染加剧,膜出水量会急剧下降.继续在该条件下操作,泥饼层开始沉积在膜表面,过滤仍然进行,泥饼就被压实,无法去除.这时只得采用清洗的方法才能恢复膜通量,主要清洗方法有化学清洗、物理清洗、超声波清洗以及上述方法的组合使用.
4.1 物理清洗
由于受时间、空间或其他因素的限制,不能采用化学法清洗,可采用物理方法如空曝气、加高流速水冲洗、海绵球机械擦洗、反冲洗和反向脉冲等.刘恩华等[21]比较了循环冲洗和海绵球清洗两种方法对膜通量恢复情况,同样的清洗时间,海绵球清洗恢复的通量均比循环清洗恢复的通量大.
4.2 化学清洗
酸类清洗剂也可以溶解并除去矿物质及盐类,而NaClO水溶液可有效地去除蛋白质等有机污染物及膜内微生物,一般两者结合使用效果更好.
邹联沛等[22]使用聚砜中空纤维MBR处理人工配水,经过34天的运行,膜出水流量由原来的60 mL/min降到18m L/m in,只有初始值的30%.先用自来水冲洗,去除纤维丝间淤泥,膜出水流量恢复到原来的41%;然后用质量分数为0.33%的次氯酸钠浸泡12h,再用自来水冲洗,膜出水流量恢复到原来的64%;最后用质量分数为0.33%的硫酸浸泡6 h,自来水冲洗,膜出水流量恢复到原来的95%.
4.3 超声波清洗
超声波能够在清洗溶液中形成极大的扰动,并伴有强大的冲击波和微射流,能与污染膜充分接触和作用,较常规的物理清洗方法更好,能够使膜通量恢复54%[23].
4.4 组合清洗
采用曝气清洗、超声波清洗、NaClO碱洗、HCl 酸洗可有效地使污染膜的通量恢复.黄霞等[24]对污染膜进行物理和化学清洗试验表明,常规物理清洗可使滤饼层大部分脱落,但对膜过滤性能的恢复效果较差;碱洗对膜过滤性能的恢复作用显著,有机污染对膜阻力的 贡献最大.附着生长型MBR的污染膜表面黏性较大,常规物理清洗效果差,采用超声波清洗可使膜过滤性能恢复约30%,与超声波结合的化学清洗效果优于常规化学清洗.
5 膜污染控制技术展望
5.1 研制高通量、高强度、廉价膜材料
仿生膜能很好地解决传统膜许多难以克服的缺点,若能实现工业化生产,必将大大促进M BR的广泛应用.
5.2 探索新的膜污染控制技术
依靠带电膜对污泥起排斥作用的荷电膜技术、减小分离过程的污泥浓度的M SBR反应器技术、减小污泥中的小颗粒成分的微生物固定化技术和厌氧技术、以及改善原处理系统能力的生物强化(优势菌)技术,其共同点在于都是对生物污泥进行改造或发生作用,以减少污泥与分离膜的接触浓度.几种技术的组合应用能够发挥各自的优势,将是今后解决MBR膜污染问题的方向之一.
参考文献
[1]Chang I S,Bag O,Lee C H.Effects of membrane fouling on
solute rejecting during membrane filtrati on of acti vated sludge [J].Process Biochemistry,2001,36(8-9):855-860.
第2期杨宗政等:膜生物反应器运行中的膜污染及其控制!83
!
[2]罗 虹,顾 平,杨造燕.投加粉末活性炭对膜阻力的
影响研究[J].中国给水排水,2001,17(2):1-4.[3]L ee Y H,Cho J W,Sea Y W,et al .M odeling of sub
mer ged membrane bioreactor process for w astew ater treat ment[J].Desalinatio n,2002,146(1-3):45l-457.[4]Sato T ,Ishii Y.Effects of activated sludg e proper ties on
water flux of ultrafiltration membrane used for human ex cr ement t reatment [J].Wat Sci T ech,1991,23(7-9):160l-1608.
[5]徐慧芳,樊耀波.膜生物反应器在粪便污水处理中的研
究与应用[J].环境污染防治技术与设备,2002,3(6):75-81.
[6]任南琪,张颖,陈兆波.SMBR 中不同膜组件形式的通量
变化数学模型分析[J].高技术通讯,2001,9:100-103.[7]韩怀芬,金漫彤,黄玉柱,等.膜生物反应器处理难降解
有机废水研究[J].中国给水排水,2002,16(2):55-57.[8]M ag ar a Y ,Ito h M.T he effect of operational factors on
solid /1iquid separation by ultr amembrane filtration in a bio1ogical denitrification system for collected human ex cr e ta tr eatment plants[J].W at Sci T ech,1991,23(7-9):1583-1590.
[9]何义亮,顾国维,刘 洁.膜生物反应器生物降解与膜分
离共作用特性研究[J].环境污染与防治,1998,20(6):18-20.
[10]何义亮,顾国维.膜生物反应器工艺参数控制研究
[J].上海环境科学,1999,27(4):83-84.
[11]N ag aoka H,Yamanishi S,M iy a A.Mo deling of biofoul
ing by extr acellular polymers in a membr ane separation activated sludg e system[J].Wat Sci T ech ,l998,38(4-5):497-504.
[12]徐又一,石灯水,王剑鸣,等.环保领域中聚丙烯中空纤
维膜-生物反应器的研究[J].膜科学与技术,2000,20(2):26-30.
[13]M arshall A D,M unro P A,T r g rdh G.T he effect of
protein fouling in microfiltration and ultrafiltr atio n on permeate flux ,protein retention and selectiv ity:A litera ture review[J].Desalination,1993,91(1):65-108.[14]Jaime B,Abraham R,Rog er M.Stabilization and dew a
ter ing of wastewater using hollow fiber membranes[J].Wat Res,1995,29(10):2281-2286.
[15]张 军,王宝贞,聂梅生,等.复合淹没式中空纤维膜
生物反应器处理生活污水的特性研究[J].中国给水排水,1999,15(9):13-16.
[16]Laure D,M ichel Y,Jaffr i n B G.Contribution of various
constituents of activated sludge to membrane bioreactor foul ing[J].Bioresource Technol,2000,73(2):105-112.[17]庞金钊,孙永军,杨宗政,等.优势菌膜生物反应器处理
洗车废水的研究[J].天津大学学报,2003,36(3):383-386.
[18]徐慧芳,樊耀波.气升循环分体式膜生物反应器再生
回用厕所污水的研究与应用[J].环境科学,2003,24(2):125-129.
[19]顾 平,李方方.膜技术在水处理中的应用现状及其
发展[J].中国给水排水,l998,14(5):25-27.
[20]刘 锐,黄 霞,汪诚文,等.一体式膜生物反应器运行
中膜污染的控制[J].环境科学,2000,21(2):58-61.[21]刘恩华,环国兰,杜启云,等.一种有效的膜清洗方法
&&&海绵球管式膜清洗系统研究[J].膜科学与技术,2003,23(6):65-68.
[22]邹联沛,王宝贞,张捍民.膜生物反应器中膜的堵塞与
清洗机理研究[J].给水排水,2000,26(9),73-75.[23]迪莉拜尔!苏力坦,莫 罹,黄 霞.PA C-M BR 组合
工艺中膜污染及清洗方法的研究[J].给水排水,2003,29(5):1-4.
[24]黄 霞,莫 罹.M BR 在净水工艺中的膜污染特征及
清洗[J].中国给水排水,2003,19(5):8-12.
Membrane fouling in membrane bioreactor and its controlling measures
YAN G Zongzheng ,G U Ping
(School of Environmental Science and Technology,Tianjin University,Tianjin 300072,China)
Abstract:Characteristics of membrane bioreactors (MBR)used in wastewater treatment are review ed and the major influencing factors on membrane fouling are discussed in this paper.T he research on membrane fouling and its mathem atical model are summarized,and several typical models are given as ex amples.Some measures to control m embrane fouling are presented according to modify ing the physicochem ical properties of membrane ma terial,im prov ing the properties of mixed liquor of activated sludge,optim izing operation conditions.Cleaning of fouled membrane and related problems to be considered during desig n and operation of M BRs are introduced.Sug gestion for the further study is also given.
Key words:membrane bioreactors (MBR);membrane fouling;mathematical model;controlling measures
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膜生物反应器设计方案及详细参数介绍讲解
膜生物反应器（MBR）介绍及设计应用 （内部资料） 北京碧水源科技发展有限公司 https://www.wendangku.net/doc/a68014937.html,
目录 1膜生物反应器（MBR）介绍 (1) 1.1原理 (1) 1.2工艺特点 (1) 2设计 (3) 2.1设计进水水质 (3) 2.2设计出水水质 (3) 2.3优质杂排水→城市杂用水（中水） (3) 2.3.1工艺流程 (3) 2.3.2设计说明 (4) 2.4生活污水→二级出水 (5) 2.4.1工艺流程 (5) 2.4.2设计说明 (6) 2.5生活污水→国家一级A标准 (9) 2.5.1工艺流程 (9) 2.5.2设计说明 (9)
1膜生物反应器（MBR）介绍 1.1原理 膜生物反应器（Membrane Bio-Reactor）简称MBR，是二十世纪末发展起来的新技术。它是膜分离技术和生物技术的有机结合。它不同于活性污泥法，不使用沉淀池进行固液分离，而是使用微滤膜分离技术取代传统活性污泥法的沉淀池和常规过滤单元，使水力停留时间（HRT）和泥龄（STR）完全分离。因此具有高效固液分离性能，同时利用膜的特性，使活性污泥不随出水流失，在生化池中形成8000－12000 mg/L超高浓度的活性污泥浓度，使污染物分解彻底，因此出水水质良好、稳定，出水细菌、悬浮物和浊度接近于零，并可截留粪大肠菌等生物性污染物，处理后出水可直接回用。 图1 膜生物反应器工作原理简图 1.2工艺特点 （1）出水水质优良、稳定。高效的固液分离将废水中的悬浮物质、胶体物质、生物单元流失的微生物菌群与已净化的水分开，不须经三级处理即直接可回用。具有较高的水质安全性。
浅析膜生物反应器工艺及特点
膜生物反应器（TMBR）：膜生物反应器主要由膜组件和生物反应器两部分构成。 大量的微生物（活性污泥）在生物反应器内与基质（废水中的可降解有机物等）充分接触，通过氧化分解作用进行新陈代谢以维持自身生长、繁殖，同时使有机污染物降解。膜组件通过机械筛分、截留等作用对废水和污泥混合液进行固液分离。大分子物质等被浓缩后返回生物反应器，从而避免了微生物的流失。膜组件相当于传统工艺的二沉池，但是克服了传统二沉池的很多缺点，膜生物反应器的主要特点详见下述。 膜生物反应器的主要特点 1、污染物去除效率高，出水水质好 2、适应性强，耐冲击负荷 3、工艺流程短，系统设备简单紧凑，占地面积小 4、易实现自动化控制，维护简单，节省人力 5、系统启动速度快，水质可以很快达到要求 缺氧/好氧活性污泥法（A/O） 本项目中TMBR的生物处理装置采用的是：二级缺氧/好氧处理工艺，渗滤液在流经不同功能分区的过程中，使渗滤液中的有机物、氨氮得以去除。本工艺是在缺氧前置的条件下运行，可有效抑制丝状菌的繁殖，克服污泥膨胀，SVI值一般小于100，有利于处理后的渗滤液与污泥的分离，运行中在缺氧段内只需轻
微搅拌。同时由于缺氧和好氧严格区分，有利于不同微生物的繁殖生长。A/O 活性污泥法是污水处理的广泛采用的污水技术，工艺灵活、运行稳定、效果良好，并且能够具备较长泥龄，满足硝化－反硝化的除氮工艺特点。 膜组件 采用膜组件实现生物反应器的分离是废水处理的新工艺，膜组件取代传统工艺中的沉淀池，分离活性污泥混合液中的固体微生物和大分子溶解性物质。根据膜组件的设置位置，膜生物反应器可分为外置式膜生物反应器和内置式膜生物反应器两大类。 外置式膜生物反应器是把膜组件和生物反应器分开设置。生物反应器中的混合液经循环泵增压后输送至膜组件的过滤端，在压力作用下混合液中的液体透过膜，成为处理系统的产水；固形物、大分子物质等则被膜截留，随浓缩液回流到生物反应器内。外置式膜生物反应器的特点是：更换及增设容易；膜通量较大。但在一般条件下，为减少污染物在膜表面的沉积，延长膜的清洗周期，需要用循环泵提供较高的膜面错流流速，致使水流循环量增大，动力费用增高，并且泵的高速旋转产生的剪切力会使某些微生物菌体失活。在内置式膜生物反应器中，膜组件置于生物反应器内部。原水进入膜－生物反应器后，其中的大部分污染物被混合液中的活性污泥分解，再在抽吸泵或水头差（提供很小的压差）作用下由膜过滤出水。膜组件下设置的曝气系统不仅给微生物分解有机物提供了所必需的氧气，而且气泡的冲刷和在膜表面形成的循环流速对污染物在膜表面的沉积起到了积极的阻碍作用。由于这种形式的膜生物反应器更为紧凑，占地少，但是清洗时不方便，且由于通量较低，投资相对较高。 本工艺中采用的是外置式膜生物反应器，膜组件为管式聚酯膜组件。相对于其它的板式式、帘式等形式的膜组件来说，具有组件结构简单，装填密度大，对预处理要求低、不易堵塞等优点，同时膜处理过程由于大流量回流及气体冲刷，能耗较低。 工艺特点 能有效的将渗滤液实现减量化、无害化、资源化对污染物的处理目标就是使其减量化、无害化、资源化。本工艺采用生化处理和物化处理相结合的方法，利用综合处理法（生物法+膜法）能比较彻底的降解污染物的特点，使污染物数量减少、 危害程度降低。 能抵抗一定的冲击负荷 垃圾渗滤液的特点就是其水质、水量等容易发生较大的变化。特别是水质的变化，这直接决定着工艺的可行性。本工艺在设计时充分考虑这些变化，采用各种有效的措施和方法应对这些冲击，保证系统的可靠稳定运行。
MBR膜生物反应器
MBR膜生物反应器 一、MBR技术简介 膜生物反应器（Membrane Bio-Reactor,MBR）为膜分离技术与生物处理技术有机结合之新型态废水处理系统。以膜组件取代传统生物处理技术末端二沉池，在生物反应器中保持高活性污泥浓度，提高生物处理有机负荷，从而减少污水处理设施占地面积，并通过保持低污泥负荷减少剩余污泥量。主要利用沉浸于好氧生物池内之膜分离设备截留槽内的活性污泥与大分子有机物。膜生物反应器系统内活性污泥（MLSS）浓度可提升至8000~10000mg/L，甚至更高；污泥龄(SRT)可延长至30天以上。 膜生物反应器因其有效的截留作用，可保留世代周期较长的微生物，可实现对污水深度净化，同时硝化菌在系统内能充分繁殖，其硝化效果明显，对深度除磷脱氮提供可能。 1.MBR 的技术原理 MBR 工艺一般由膜分离组件和生物反应器组成, 由膜组件代替二次沉淀池进行固液分离。由于膜能将全部的生物量截留在反应器内, 可以获得长泥龄和高悬浮固体浓度,有利于生长缓慢的固氮菌和硝化菌的增殖,不需进行延时曝气就能实现同步硝化和反硝化, 从而强化了活性污泥的硝化能力, 膜分离还能维持较低的F?M , 使剩余污泥产率远小于活性污泥工艺, 且系统运行更加灵活和稳定。2. MBR 工艺中膜选择的技术要点 MBR 从膜分离的角度主要涉及微滤、超滤、纳滤及反渗透。由于无机膜的成本相对较高, 目前几乎所有的膜技术都依赖于有机的高分子化合物。应用于MBR 的膜材料既要有良好的成膜性、热稳定性、化学稳定性, 同时应具有较高的水通量和较好的抗污染能力。目前, 国内外常采用的方法是膜材料改性或膜表面改性，能有效地提高膜组件的通量和抗污染能力。 另一点需要考虑的因素是膜的孔径, 由于曝气池中活性污泥是由聚集的微生物颗粒构成, 其中一部分污染物被微生物吸收或粘附在微生物絮体和胶质状的有机物质表面,尽管粒子的直径取决于污泥的浓度、混合状态以及温度条件, 这些粒子仍存在着一定的分布规律,考虑到活性污泥状态与水通量, 最好选择0.10～0.40 微米孔径的膜。
膜生物反应器
膜生物反应器 科技名词定义 膜生物反应器 membrane bioreactor;MBR 定义1： 膜技术与生物技术结合的使系统出水水质和容积负荷都得到大幅提高的一种污水处理装置。 所属学科： 海洋科技（一级学科）；海洋技术（二级学科）；海水资源开发技术（三级学科）定义2： 一种含有固定酶或细胞、可用来促进特定生物化学反应的反应器。是工业生化在生产工艺上采用的一种膜技术。 简介 膜生物反应器 膜-生物反应器（Membrane Bio-Reactor,MBR）为膜分离技术与生物处理技术有机结合之新型态废水处理系统。是一种由膜分离单元与生物处理单元相结台的新型水处理技术，以膜组件取代二沉池在生物反应器中保持高活性污泥浓度减少污水处理设施占地，并通过保持低污泥负荷减少污泥量。主要利用沉浸于好氧生物池内之膜分离设备截留槽内的活性污泥与大分子固体物。因此系统内活性污泥（MLSS）浓度可提升至10,000mg/L，污泥龄(SRT)可延长30天以上，于如此高浓度系统可降低生物反应池体积，而难降解的物质在处理池中亦可不断反应而降解。故在膜制造技术不断提升支援下，MBR处理技术将更加成熟并吸引着全世界环境保护工业的目光，并成为21世纪污水处理与水资源回收再利用唯一选择。 用途
污水处理:中国是一个缺水国家,污水处理及回用是开发利用水资源的有效措施。污水回用是将城市污水通过膜生物反应器等设备的处理之后,将其用于绿化、冲洗、补充观赏水体等非饮用目的,而将清洁水用于饮用等高水质要求的用途。城市污水就近可得,免去了长距离输水:其在被处理之后污染物被大幅度去除,这样不仅节约了水资源,也减少了环境污染。污水回用已经在世界上许多缺水的地区广泛采用,被认为具有显著的社会、环境和经济效益。 迸出水水质比较: 设计进水水质:BOD5<30Omg/l CODcr<50Omg/l SS<30Omg/l T--N<4-5mg/l 出水水质:BOD5<5mg/l NH4+-N<1.Omg/l CODcr〈2Omg/l 浊度<1NTU 膜生物反应器 SS=Omg/l 细菌总数<20个/ml T-N<0.5mg/l 大肠杆菌数未检出 膜的种类繁多,按分离机理进行分类,有反应膜、离子交换膜、渗透膜等;按膜的性质分类,有天然膜(生物膜)和合成膜(有机膜和无机膜) ;按膜的结构型式分类,有平板型、管型、螺旋型及中空纤维型等。 工艺 膜生物反应器(MBR)是杨造燕教授及其领导的科研小组历经10年时间研究开发出来的新型污水生物处理装置,该技术被称为"21世纪的水处理技术",该项目曾被列为国家八?五、九?五重点科技攻关项目并被国家列为"中国21世纪议程实施能力及可持续发展实用新技术",此项技术在国内处于领先水平,部分指标达到国际领先水平。 MBR是膜分离技术与生物处理法的高效结合,其起源是用膜分离技术取代活性污泥法中的二沉池,进行固液分离。这种工艺不仅有效地达到了泥水分离的目的,而且具有污水三级处理传统工艺不可比拟的优点: 1、高效地进行固液分离,其分离效果远好于传统的沉淀池,出水水质良好,出水悬浮物和浊度接近于零,可直接回用,实现了污水资源化。
膜生物反应器技术说明
膜生物反应器技术说明 一、主要技术参数 ·污水性质：生活污水 ·污水水量：设计水量为240 t/d（10 m3/h） ·进水水质（BOD5）：100～250mg/L （COD）：200～500mg/L （SS）：100～400mg/L PH：6～9 NH3-H：30～60 ·出水水质（BOD5）：≤20mg/L （COD）：≤100mg/L （SS）：≤70mg/L PH：≤6～9 NH3-H：≤15 ·电机总功率：P=8.05kw ·进水管直径：DN50 ·出水管直径：DN40 ·排水管直径：DN50 ·工作制：24小时/天连续运行或间歇运行 二、工作原理 膜生物反应器（简称MBR）是将膜分离技术与生物处理技术直接相接合而形成的一种新的水处理技术，利用膜的选择透过性，几乎能将所有的微生物截留在生物反应器内，这使得膜生物反应器内的生物浓度极高，理论上泥龄可以无限延长，极有效地去除氨氮及大分了有机物，使出水的有机物含量降至最低，出水清澈透明，无悬浮物，可以直接作为生活杂用水进行回用。根据布置形式的不同，一般分为分置式MBR及浸没式MBR（又称一体式），其工艺流程如下：
三、总体结构及组成 膜生物反应器一般由池体、膜组件、曝气系统、出水系统及电控系统等组成，其总体结构如下图所示： 1、池体 池体一般由钢板及型钢焊接而成，其上有进、出水管道及排空管道。 2、膜组件 膜组件是MBR的核心部件，主要由中空纤维膜与ABS管道组成，由专业厂商提供，不同的污水，膜组件的参数也不相同，膜组件主要起超滤作用，将污水中的微生物、大分子有机物及悬浮物等截留于MBR内，使污水得到净化。3、曝气系统
膜生物反应器在污水处理中的应用与发展前景 综述
膜生物反应器在污水处理中的应用与发展前景摘要：膜生物反应器作为一种污水处理新技术，其研究和应用在我国受到广泛关注。本文综述了膜生物反应器的类型，概述了在我国膜生物反应器处理技术在工业污水处理等领域的发展进程，指出了未来膜生物反应器处理技术研究的挑战和工业应用发展的方向。 关键词：膜生物反应器污水处理应用发展前景 Application and potential development of the membrane bioreactor in sewage treatment Abstract:As a new technology for sewage treatment, the research on membrane bioreactor and its application have received extensive attention in our country. This article briefly introduce various types of MBR, summarize the process of development of the MBR in the area of sewage treatment in our country and point out the potential challenge of the research on the MBR in the future and its direction of development of application in the industry. Key words: Membrane Bioreactor Sewage Treatment Application Potencial Development 1引言 何谓膜生物反应器？污水处理中的膜生物反应器是指将膜分离技术中的超微滤组件与污水生物处理工程中的生物反应器相互结合而成的新的开发系统，英文称Membrane bioreactor，简称MB。这种膜生物反应器结合膜处理技术和生物处理技术带来的优点，超微滤膜组件作为泥水分离单元完全可以取代二次沉淀池，微孔超滤膜截留活性污泥混合液中微生物絮体和较大分子有机物，重新回流至生物反应器内，使生物反应器内获得高生物浓度和延长有机固体停留时间，极大地提高了生物对有机物的氧化率；同时，膜过滤后出水质量高，可达三级出水标准；系统几乎不排剩余污泥[1]。因此，膜生物反应器是当今倍受国内外专家学者重视的一项开发性高新水处理技术。 2 膜生物反应器的类型 目前开发出来的膜生物反应器可分为固液分离膜生物反应器、萃取膜生物反应器和无泡曝气膜生物反应器等类。 2.1 固液分离式膜生物反应器
膜生物反应器技术说明
膜生物反应器技术说明 一、简介 膜生物反应器(MBR)是膜分离技术与生物技术有机结合的新型水处理技术，它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质截留住，省掉二沉池，是目前最有前途的废水处理新技术之一，是公认的市政污水最终可行的中水回用技术。 二、分类 目前在水处理行业中，膜生物反应器投入大规模实际应用，膜生物反应器依据膜组件，及原理有不同的分类。下面我们就来了解一下膜生物反应器分类。 1、从整体上来讲，膜生物反应器分类有以下几种： 膜分离生物反应器：膜分离生物反应器用于污水处理中的固液分离。 膜曝气生物反应器：膜曝气生物反应器中膜被用于气体质量传递，通常是为好氧工艺供氧(通常由曝气风机供氧和机械曝气供氧二种)，可以实现生物反应器的无泡曝气，大大提高反应器的传氧效率。 萃取膜生物反应器：萃取膜生物反应器主要用于工业中优先污染物的处理，选择性透过膜被用于萃取特定的污染物。 2、按照膜组件的放置方式可分为：分体式和一体式膜生物反应器 分体式膜生物反应器把生物反应器与膜组件分开放置，膜生物反应器的混合液经增压后进入膜组件，在压力作用下混合液中的液体透过膜得到系统出水，活性污泥则被截留，并随浓缩液回流到生物反应器内。 一体式系统则直接将膜组件置于反应器内，通过的抽吸得到过滤液，膜表面清洗所需的错流由空气搅动产生，设置在膜的正下方，混合液随气流向上流动，在膜表面产生剪切力，以减少膜的污染。一体式膜生物反应器工艺是污水生物处理技术与膜分离技术的有机结合。 3、按照膜生物反应器是否需氧：可分为好氧和厌氧膜生物反应器 好氧膜生物反应器一般用于城市和工业的处理，好氧MBR用于城市污水处理通常是为了使出水达到回用的目的，而用于处理工业的主要为了去除一些特别的污染物，如油脂类污染物。
膜生物反应器调研及发展前景分析
2015年版中国膜生物反应器市场专题研究分析与发展趋势预测报告 报告编号：159A139
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一、基本信息 报告名称：2015年版中国膜生物反应器市场专题研究分析与发展趋势预测报告 报告编号：159A139←咨询时，请说明此编号。 优惠价：￥7380 元可开具增值税专用发票 网上阅读：_ShiYouHuaGong/39/MoShengWuFanYingQiShiChangXingQingFenXiYuQu ShiYuCe.html 温馨提示：如需英文、日文等其他语言版本，请与我们联系。 二、内容介绍 《2015年版中国膜生物反应器市场专题研究分析与发展趋势预测报告》依据国家权威机构及膜生物反应器相关协会等渠道的权威资料数据，结合膜生物反应器行业发展所处的环境，从理论到实践、从宏观到微观等多个角度对膜生物反应器行业进行调研分析。 《2015年版中国膜生物反应器市场专题研究分析与发展趋势预测报告》内容严谨、数据翔实，通过辅以大量直观的图表帮助膜生物反应器行业企业准确把握膜生物反应器行业发展动向、正确制定企业发展战略和投资策略。 中国产业调研网发布的2015年版中国膜生物反应器市场专题研究分析与发展趋势预测报告是膜生物反应器业内企业、相关投资公司及政府部门准确把握膜生物反应器行业发展趋势，洞悉膜生物反应器行业竞争格局，规避经营和投资风险，制定正确竞争和投资战略决策的重要决策依据之一。 正文目录 第一章膜生物反应器产业概述 1.1 膜生物反应器定义及产品技术参数 1.2 膜生物反应器分类 1.3 膜生物反应器应用领域 1.4 膜生物反应器产业链结构 1.5 膜生物反应器产业概述 1.6 膜生物反应器产业政策
MBR膜生物反应器技术介绍(详细)_pdf
实用文档 目 录 前 言 ................................................................. (1) 1MBR 工艺简介 ................................................................. (3) 1.1 术语和定 义 ............................................................................... ................................... 3 1.2 MBR 的含义及其原 理 ............................................................................... (4) 1.3 MBR 工艺分类 ............................................................................... .............................. 5 1.4 MBR 工艺优越性 ......................................................................................................... 7 1.5 MBR 工艺的不足 ............................................................................... .......................... 9 1.6 MBR 的发 展 ................................................................................................................. 9 1.6.1 MBR 技术在国外污水处理中的研究及应用 .................................................. 9 1.6.2 MBR 技术在国污水处理中的研究及应 用 ................................................ 10 1.7 MBR 的发展前 瞻 (11) 1.7.1 MBR 应用的重点领域和方向 ....................................................................... 11 1.7.2 MBR 未来的研究重 点 ................................................................................... 12 2 MBR 工艺用膜和膜组件 ...................................................................... 13 2.1膜的定义 ............................................................................... ..................................... 13 2.2膜的结构和材料 ........................................................................................................ 13 2.2.1膜结构和分类 ................................................................................................. 13 2.2.2MBR 膜材 料 ..................................................................................................... 16 2.3膜组 件 (17) 2.3.1膜组件分类 ..................................................................................................... 17 2.3.2MBR 膜组 件 (20) 2.4MBR 膜组件厂
MBR膜生物反应器调试及管理大全
MBR膜生物反应器调试与管理大全:一.浸没式MBR膜组件的运行方法 1、清水运行 (1)检查和设置 清水运行前，请先进行以下检查准备工作。 (a)请再次确认空气管、污水管的正确连接。 (b)确认膜元件箱体在曝气箱上已固定好。 (c)确认膜组件放置的反应池已清洗完毕。打开保护盖。泥土和灰尘可能会对损坏膜组件。 (d)将清水放入池之前，打开空气排放阀，排出膜元件中的空气。 (e)将清水(自来水或过滤水)放至运行水位。 (f)放水完毕后，将空气排放阀关闭。 (2)清水运行 请按以下要领进行清水运行。 (a)曝气鼓风机启动后，请确认曝气量和曝气的均匀性。 *清水运行时可能会有泡沫产生。这种现象可能是由于膜中含有的不溶性的可生化的亲水性物质导致的。可以不管这一现象而继续运行。 (b)一台鼓风机对多台膜组件送风时，应供给保证各个膜组件的空气量相同。如果有严重的不同，请检查管道构造(接口管粗细等)和各送气管情况，使送气量达到一致。 (c)清水调试时，请检查控制设备的性能。
(d)清水调试时，请测定设计过滤水量(通常时及最大、最小流量时)下的膜间压差、水温，并进行记录保管。 (e)清水调试时，性能测试结束后，请马上停止过滤和曝气。 2、种泥的投加 必须进行种泥的投加。如果不进行种泥投加，直接用膜分离原水，可能较早地产生膜的堵塞。 请按以下要点实施种泥的投加。 (1)请预备好处理同种废水的种泥。推荐采用MLSS浓度在20,000mg/L左右的种泥。 (2)投加种泥后紧接着开始投入原水。请通过微细格栅(缝隙5mm以下)等来投入，从而去除夹杂的物质。 (3)种泥投入的量应能使膜浸没槽MLSS浓度在7,000mg/L以上。 *请勿使用接种剂。 3、运转开始 种泥投加完毕后，首先开始曝气，接着开始过滤运行，同时开始原水供给。过滤水量稳定时，请测定、记录下实际运行的过滤水量下的膜间压差、水温。运行管理相关的事项在后面进行说明。 二、浸没式MBR膜组件的运行管理 1、标准运行条件 膜组件的标准运行条件如表1-1所示。 为了保持良好的处理能力，必须确保MLSS浓度、黏度、DO(溶解氧)及pH等处理条件在合适的围。 原水中含有较多的夹杂物或粗粒的SS(悬浮物质)，以及油脂成分比重较大时，必须进行适当的前处理。
膜生物反应器处理生活污水及中水回用
节水与回用 膜生物反应器处理生活污水及中水回用 荆肇乾1, 吕锡武1, 赵硕伟2 (1.东南大学环境科学与工程系,江苏南京210096;2.镇江生态环境咨询中心, 江苏镇江212001) 摘 要: 针对生活污水的特点,在小试基础上建成了膜生物反应器中水回用示范工程(24 m3/d)。运行结果表明,出水浊度、BOD5、NH3-N、动植物油平均浓度分别为1.8NT U、8.7mg/L、 1.69mg/L、0.58mg/L,出水无色无味,各项水质指标均优于《城市污水再生利用———城市杂用水 水质》(G B/T18920—2002)标准。膜及膜面凝胶层对稳定系统出水水质起到了决定性作用。 关键词: 生活污水; 膜生物反应器; 中水回用 中图分类号:X703.1 文献标识码:C 文章编号:1000-4602(2006)18-0077-03 D om esti c Sewage Trea t m en t and Reuse Usi n g M em brane B i oreactor J I N G Zhao2qian1, LV Xi2wu1, ZHAO Shuo2wei2 (1.D ept.of Environm ental Science and Eng ineering,S outheast U n iversity,N anjing210096, China;2.Z henjiang Ecologica l and Environm ental Consultation Center,Zhenjiang212001, Ch ina) Abstract: Based on the characteristics of domestic se wage and p il ot2scale experi m ental operati on, a de monstrati on p r oject of me mbrane bi oreact or(MBR)f or domestic se wage treat m ent and reuse was es2 tablished(24m3/d).Operati on results show that the average concentrati on of turbidity,BOD5,NH3-N and oil in the effluent are1.8NT U,8.7mg/L,1.69mg/L,and0.58mg/L,res pectively.The efflu2 ent is col orless or odorless.The para meters of the effluent are better than the R euse of U rban R ecycling W a ter—W ater Q uality S tanda rd for U rban M iscellaneous W a ter Consum ption(G B/T18920-2002). Me mbrane and gel layer on the membrane surface are critical t o the stabilizati on of effluent quality. Key words: domestic se wage; me mbrane bi oreact or(MBR); waste water reuse 1 示范工程概况 在实验室小试研究基础上,建成了设计流量为24m3/d的中水回用示范工程———中国冶金设备南京有限公司污水处理和中水回用工程,处理出水可用作厂区内冲厕、洗车和绿化景观用水。 污水处理及回用工艺流程见图1。 污水首先经格栅去除较大的漂浮物及悬浮物后进入调节池(池内设置组合填料),调节池设计考虑较长的水力停留时间(充分考虑污水水量变化较大的特点),污水水质、水量在此均和后经污水提升泵(液位控制、自动启闭、1用1备、自动切换)提升进入膜生物反应器(MBR),大部分污染物在此得到降解[1、2],最后经自吸泵间歇抽吸(抽吸12m in,停止3m in)出水, 出水经过紫外灯杀菌器消毒后进入清水池。 图1 工艺流程 Fig.1 Sche matic diagra m of de monstrati on p r oject 第22卷 第18期2006年9月 中国给水排水 CH I N A WATER&WASTE WATER Vol.22No.18 Sep.2006
膜生物反应器
膜生物反应器的应用研究 摘要：主要介绍了膜生物反应器的定义、分类和特点及其在废水处理中的应用现状，还介绍了膜生物反应器中的膜污染及其调控措施。研究表明，使用膜生物反应器对毛纺织印染废水进行处理，出水水质基本能够达到生活杂用水水质标准。 关键词：膜生物反应器；废水处理；膜污染；调控措施 Abstract：The definition, classification and characteristics of membrane biological reactor and its application in wastewater treatment ware mainly introduced, the membrane bio-reactor membrane pollution and its control measures also ware introduced . Research shows that, using membrane biological reactor for wool textile printing and dyeing wastewater treatment, the effluent quality can achieve basic miscellaneous domestic water quality standard. Keywords：membrane bioreactor; waste water treatment；membrane fouling; controlling measures 1 膜生物反应器简介 膜生物反应器(membrane bioreactor，简称MBR)是一种高效膜分离技术与活性污泥法相结合的新型水处理技术。中空纤维膜的应用取代活性污泥法中的二沉池，进行固液分离，有效的达到了泥水分离的目的。充分利用膜的高效截留作用，能够有效地截留硝化菌，完全保留在生物反应器内，使硝化反应顺利进行，有效去除氨氮，避免污泥的流失，并且可以截留一时难于降解的大分子有机物，延长其在反应器的停留时间，使之得到最大限度的分解[1]。 生物反应器是以微生物细胞或酶作为催化剂或可产生催化剂, 进行生化反应和转化的装置, 膜生物反应器(MBR) 则是膜与生物的结合产物, 以实现微生物发酵, 动植物细胞培养和生物催化转化等。膜生物反应器通常在常温和常压下进行生化反应, 可使产物或副产物从反应区连续地分离出来, 打破反应的平衡, 从而可大大地提高反应转化率, 增加产率或处理能力, 过程能耗低、效率高。目前, 水处理中的膜生物反应器多用于污水处理( 少量用于表面水) , 与传统的活性污泥法(CASP) 比, 由于膜反应器取代了二级澄清池, 这可使污泥停留时间(SRT) 和水力停留时间(HRT) 分别控制, 由于SRT大, 泥龄长, 污泥浓度高, 抗冲击负荷能力强, 降解速率高, 降解充分, 对难降解物质也可使之降解, 占地 -N的去除率在90% 以上, 处理后的水可直接作省, 污泥量少, 通常对COD和NH 3 为市政用水或进一步处理作各种工业用水。 2 MBR 的分类和工作机理 水处理中的膜生物反应器是由生物反应器与微滤、超滤、纳滤或反渗透膜系统组成,因而可分为微滤膜生物反应器, 超滤膜生物反应器。据膜系统与生物反应器组合的方式和位置, 膜生物反应器又可分为循环式(分置式) 和浸没式(一体式)两种, 如图1 和图2 所示。浸没式膜生物反应器(SMBR)中, 膜组件直接浸泡于反应器中, 反应器下方有曝气装置, 将空压机送来的空气形成上浮的微气泡, 在曝气的同时,又使膜表面产生一剪切应力, 利于膜表面除污, 透过液在抽
膜生物反应器及其应用研究进展
膜生物反应器及其应用研究进展 1 引言 传统的活性污泥工艺(Conventional Activated Sludge, CAS)广泛地应用于各种污水处理中。由于采用重力式沉淀方式作为固液分离手段，因此带来了很多方面的问题。如固液分离效率不高、处理装置容积负荷低、占地面积大、出水水质不稳定、传氧效率低、能耗高以及剩余污泥产量大等等。传统生物处理工艺处理后的水难以满足越来越严格的污水排放标准，同时，经济的发展所带来的水资源的日益短缺也迫切要求开发合适的污水资源化技术，以缓解水资源的供需矛盾。在上述背景下，一种新型的水处理技术——（Membrane Bioreactor,MBR）应运而生。随着膜分离技术和产品的不断开发，(MBR)也更具有实用价值，近年来许多国家都投入了大量资金用于开发此项高新技术。 2 CAS CAS是一种应用最广的废水好氧生物处理技术。其基本流程如图1所示，是由曝气池、二次沉淀池、曝气系统（含空气或氧气的加压设备、管道系统和空气扩散装置）以及污泥回流系统等组成。
曝气池与二次沉淀池是活性污泥系统的基本处理构筑物。由初次沉淀池流出的废水与从二次沉淀池底部回流的活性污泥同时进入曝气池，其混合体称为混合液。在曝气的作用下，混合液得到足够的溶解氧并使活性污泥和废水充分接触。废水中的可溶性有机污染物为活性污泥所吸附并为存活在活性污泥上的微生物群体所分解，使废水得到净化。在二次 沉淀池内，活性污泥与已被净化的废水（称为处理水）分离，处理水排放，活性污泥在污泥区内进行浓缩，并以较高的浓度回流曝气池。由于活性污泥不断地增长，部分污泥作为剩余污泥从系统中排出，也可以送往初次沉淀池。 图1 活性污泥法基本流程 3 MBR法 3.1 MBR及其分类
膜生物反应器原理结构
膜生物反应器原理结构 时间：2007年12月14日 膜生物反应器 (Membrane Bioreactor，简称MBR)是将生物降解作用与膜的高效分离技术结合而成的一种新型高效的污水处理与回用工艺。它利 用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子物质截留住，省掉二沉池。活性污泥浓度因此大大提高，水力停留时间（HRT）和污泥停留时间（SRT） 可以分别控制，而难降解的物质在反应器中不断反应、降解。因此，膜生物 反应器工艺通过膜分离技术大大强化了生物反应器的功能。下面是作用原理 基本图例 1.前言 随着全球范围经济的快速发展和人口的膨胀，水资源短缺已成为全球人类共同面临的严峻挑战。为解决困扰人类发展的水资源短缺问题，开发新的可利用水源是世界各国普遍关注的课题。世界上不少缺水国家把污水再生利用作为解决水资源短缺的重要战略之一。这不仅可以消除污水对水环境的污染，而且可以减少新鲜水的使用，缓解需水和供水之间的矛盾，给工农业生产的发展提供新的水源，取得显著的环境、经济和社会效益。开展新型高效污水处理与回用技术的研究对于推进污水资源化的进程具有十分重要的意义。 膜-生物反应器是近年新开发的污水处理与回用技术。该技术由于具有诸多传统污水处理工艺所无法比拟的优点，在世界范围受到普遍关注。本文将对近年来膜-生物反应器污水处理与回用技术的研究与应用进行介绍。
2.膜-生物反应器的技术原理与特点 在膜-生物反应器中，由于用膜组件代替传统活性污泥工艺中的二沉池，可以进行高效的固液分离，克服了传统活性污泥工艺中出水水质不够稳定、污泥容易膨胀等不足，从而具有下列优点[1]： (1)能高效地进行固液分离，出水水质良好且稳定，可以直接回用； (2)由于膜的高效截留作用，可使微生物完全截留在生物反应器内，实现反应器水力停留时间（HRT）和污泥龄（SRT）的完全分离，使运行控制更加灵活稳定； (3)生物反应器内能维持高浓度的微生物量，处理装置容积负荷高，占地面积省；...... MBR膜生物反应器 2003-06-17 技术概况 ·由于采用了先进的膜生物反应器技术，使系统出水水质在各个方面均优于传统的污水处理设备，出水水质在感官上已接近于自来水的情况，可以作为中水回用。 ·由于膜的高效分离作用，不必设立沉淀、过滤等固液分离设备，不需反冲洗，且出水悬浮物浓度远低于传统固液分离设备，使整个系统流程简单，易于集成，系统占地大为缩小。·生物膜反应器可以滤除细菌、病毒等有害物质，不需设消毒设备，不需加药，不需控制余氯，使管理和操作更为方便，并可节省加药消毒所带来的长期运行费用。 ·生物膜反应器内生物污泥在运行中可以达到动态平衡，不需污泥回流和排放剩余污泥。·整个系统自动化程度高，运行管理简单方便。 ·采用先进的日本进口中空纤维膜，膜使用寿命长，单位体积膜面积高，膜具有自修复能力，从而减少了设备维护工作。 ·通过独特的运行方式，使膜表面不易堵塞，洗膜间隔时间长，且洗膜方式简单易行。·独特的膜组件运行方式使水处理所需能耗很低。 技术原理 MBR膜生物反应器技术将超滤膜与生物反应器有机地结合起来，克服了传统污水处理工艺的流程冗长、占地面积大、操作管理复杂等缺点，稳定可靠，出水水质优于一般中水水质标准。 适用范围中水回用 应用实例清华中水 北京汇联食品废水处理工程 膜生物反应器（MBR）是一种由膜过滤取代传统生化处理技术中二次沉淀池和砂滤池的水处理技术。与传统的污水处理生物处理技术相比，MBR具有以下主要特点：＾出水水质好； 由于膜的高效截留，出水中悬浮固体的浓度基本为零；对游离菌体和一些难降解的大分子颗粒状物质巨头截留作用，生物反应器内生物相丰富，如，世代时间较长的
(完整版)MBR膜生物反应器系统相关公式及设计参数
MBR膜生物反应器系统相关公式及设计参数 1膜生物反应器常规配套工艺 1.1 针对生活污水推荐典型工艺 1.1.1 以平板膜为核心膜组件 平板膜-膜生物反应器为核心工艺，其对预处理要求相对简单，前端设置2-3mm机械格栅对原水进行预过滤，基本能满足工艺要求。 1.1.2 以中空纤维膜组件为核心膜组件 中空纤维膜-膜生物反应器相对平板膜-膜生物反应器工艺，对预处理的要求更为严格，经过初过滤后还需要设置一道1mm的精过滤，从而确保毛发类物质不对中空膜造成缠绕，导致膜污染。
注意：对满足更为严格的出水标准，对A+MBR工艺进行不同工艺组合工艺再此不做分享。分享一组合工艺流程供大家参考。 1.2 针对工艺废水以去除有机物为主推荐典型工艺 注：如MBR系统内设置平板膜组件，则工艺路线上细格栅部分可取消。 1.3 针对工艺废水以去除氨氮为主推荐典型工艺
2膜生物反应器系统生物系统设计参数 2.1 缺氧池容积 设计原则：氮容积负荷0.2kg-N/(m3.d)以下 流入缺氧池的含氮量：Q1*C(氨氮) 容积：Q1*C(氨氮)/0.2 以上 2.2 硝化池容积 设计原则：氮容积负荷0.25kg-N/(m3.d)以下流入缺氧池的含氮量：Q1*C(氨氮) 容积：Q1*C(氨氮)/0.25 以上 注：硝化池容积考虑膜组件设置后的容积。 3膜生物反应器膜系统设计 3.1 MBR产水系统设计方案
3.2 中空纤维膜辅助系统设计3.2.1MBR反洗气洗系统
3.2.2 MBR反洗加药
3.2.3 MBR CEB系统 结合有机物污染通过碱洗效果明显、盐结垢通过酸洗效果明显的原理，将化学加强反洗程序引入到MBR膜的运行过程中。通过类似于低强度的化学清洗的操作，将MBR膜的污染消除在刚形成的阶段，阻止膜污染得不到及时恢复形成协同恶化的效应。 3.3 平板膜辅助系统设计 3.3.1 重力式加药系统
MBR膜生物反应器调试与管理
MBR膜生物反应器调试与管理 一．浸没式MBR膜组件的运行方法 1、 清水运行 （1） 检查和设置 清水运行前，请先进行以下检查准备工作。 （a）请再次确认空气管、污水管的正确连接。 （b）确认膜元件箱体在曝气箱上已固定好。 （c）确认膜组件放置的反应池内已清洗完毕。打开保护盖。泥土和灰尘可能会对损坏膜组件。 （d）将清水放入池内之前，打开空气排放阀，排出膜元件中的空气。 （e）将清水（自来水或过滤水）放至运行水位。 （f）放水完毕后，将空气排放阀关闭。 （2）清水运行 请按以下要领进行清水运行。 （a）曝气鼓风机启动后，请确认曝气量和曝气的均匀性。 * 清水运行时可能会有泡沫产生。这种现象可能是由于膜中含有的不溶性的可生化的亲水性物质导致的。可以不管这一现象而继续运行。 （b）一台鼓风机对多台膜组件送风时，应供给保证各个膜组件的空气量相同。如果有严重的不同，请检查管道构造（接口管粗细等）和各送气管情况，使送气量达到一致。 （c）清水调试时，请检查控制设备的性能。 （d）清水调试时，请测定设计过滤水量（通常时及最大、最小流量时）下的膜间压差、水温，并进行记录保管。 （e）清水调试时，性能测试结束后，请马上停止过滤和曝气。 2、 种泥的投加 必须进行种泥的投加。如果不进行种泥投加，直接用膜分离原水，可能较早地产生膜的堵塞。 请按以下要点实施种泥的投加。 （1）请预备好处理同种废水的种泥。推荐采用MLSS浓度在20,000mg/L左右的种泥。 （2）投加种泥后紧接着开始投入原水。请通过微细格栅（缝隙5mm以下）等来
投入，从而去除夹杂的物质。 （3）种泥投入的量应能使膜浸没槽MLSS浓度在7,000mg/L以上。 * 请勿使用接种剂。 3、 运转开始 种泥投加完毕后，首先开始曝气，接着开始过滤运行，同时开始原水供给。过滤水量稳定时，请测定、记录下实际运行的过滤水量下的膜间压差、水温。运行管理相关的事项在后面进行说明。 二 浸没式MBR膜组件的运行管理 1、 标准运行条件 膜组件的标准运行条件如表7-1所示。 为了保持良好的处理能力，必须确保MLSS浓度、黏度、DO（溶解氧）及pH等处理条件在合适的范围。 原水中含有较多的夹杂物或粗粒的SS（悬浮物质），以及油脂成分比重较大时，必须进行适当的前处理。 又，必须添加消泡剂来除去膜分离槽内的泡时，请使用不易积垢的酒精类消泡剂。此外，表7-1所示的为标准的运行条件，并不是适合各种废水处理的条件范围。使用环境（特别是污泥性状）不同时，可能会有所差异。 表7-1 膜组件的标准运行条件