MBR简介

MBR工艺简介2013-09-06内容提纲第一章MBR工艺简介第二章MBR系统第三章MBR和其他好氧工艺的比较第四章案例介绍第一章MBR工艺简介MBR工艺分类2MBR含义及其工作原理1MBR工艺优越性3MBR工艺的不足4MBR工艺用膜、膜组件5MBR为膜生物反应器（MembraneBio-Reactor）的简称,是现代膜分离技术与传统生物处理技术有机结合而产生的一种全新的高效污水处理工艺，是将无机或有机膜直接置于生物池内，利用超滤或微滤来分离生物反应器内的生物量，通过维持高的生物量浓度（MLSS10g/L）和截留大分子溶质，是进水中有机物质实现完全降解。1.MBR含义及其工作原理定义1.MBR含义及其工作原理MBR工艺通过将分离工程中的膜分离技术与传统废水生物处理技术有机结合，不仅省去了二沉池的建设，而且大大提高了固液分离效率，并且由于曝气池中活性污泥浓度的增大和污泥中特效菌(特别是优势菌群)的出现，提高了生化反应速率。同时，通过降低F/M比减少剩余污泥产生量（甚至为零），从而基本解决了传统活性污泥法存在的许多突出问题。传统活性污泥法流程MBR法流程1.MBR含义及其工作原理2.MBR工艺分类分类依据种类膜组件与生物反应器组合方式分置式、一体式、（一体）复合式膜组件管式、板框式、中空纤维式等膜材料有机膜、无机膜压力驱动形式外压式、抽吸式生物反应器好氧、厌氧曝气生物反应器、萃取膜生物反应器、膜分离生物反应器膜组件和生物反应器分开设置。膜组件置于生物反应器内部。分置式一体式复合式形式上也属于一体式膜-生物反应器，所不同的是在生物反应器内加装填料，从而形成复合式膜-生物反应器。2.MBR工艺分类1、高效的固液分离，出水水质优质稳定。2、剩余污泥产量少。MBR的优势3、占地面积小，无需二沉池，工艺设备集中。4、可去除氨氮及难降解有机物。5、克服了传统活性污泥法易发生污泥膨胀的弊端。6、操作管理方便，易于实现自动控制。3.MBR工艺优越性4.MBR工艺的不足1、投资大：膜组件的造价高，导致工程的投资比常规处理方法增加约30％－50％。MBR的不足2、能耗高：泥水分离的膜驱动压力;高强度曝气；为减轻膜污染需增大流速。3、膜污染清洗。4、膜的寿命及更换，导致运行成本高。膜组件一般使用寿命在5年左右，到期需更换。MBR工艺中用膜一般为微滤膜（MF）和超滤膜（UF），大都采用0.1～0.4μm膜孔径微滤常用的聚合物材料有：聚碳酸酯、纤维素酯、聚偏二氟乙烯、聚砜、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚醚酰亚胺、聚丙烯、聚醚醚酮、聚酰胺等超滤常用聚合物材料有：聚砜(PS)、聚醚砜(PES)、聚酰胺、聚丙烯腈（PAN）、聚偏氟乙烯（PVDF)、纤维素酯、聚醚醚酮、聚亚酰胺、聚醚酰胺等5.MBR工艺用膜、膜组件板框式是MBR工艺最早应用的一种膜组件形式，外形类似于普通的板框式压滤机。优点：优点是：制造组装简单，操作方便，易于维护、清洗、更换。缺点：密封较复杂，压力损失大，装填密度小。5.MBR工艺用膜、膜组件优点：装填密度高，一般可达16000－30000m2/m3；造价相对较低；寿命较长；可以采用物化性能稳定，透水率低的尼龙中空纤维膜；膜耐压性能好，不需要支撑材料。缺点：对堵塞敏感，污染和浓差极化对膜的分离性能有很大影响,压力降较大；再生清洗困难；原料的前处理成本高。5.MBR工艺用膜、膜组件优点：料液可以控制湍流流动，不易堵塞，易清洗，压力损失小。缺点：装填密度小，一般低于300m2/m3。5.MBR工艺用膜、膜组件优点：膜的装填密度高；膜支撑结构简单；浓差极化小；容易调整膜面流态。缺点：中心管处易泄漏；膜与支撑材料的粘结处膜易破裂而泄漏；膜的安装和更换困难。5.MBR工艺用膜、膜组件名称/项目中空纤维式毛细管式螺旋卷式平板式圆管式价格（元/m3）40~150150~800250~800800~2500400~1500充填密度高中中低低清洗难易中易易压力降高中中中低可否高压操作可否可较难较难膜形式限制有有无无无各种膜组件特性表5.MBR工艺用膜、膜组件中空纤维膜组件板式膜组件中空纤维膜膜丝柔性,可反冲洗支撑板式平板膜:膜片为刚性,不可反冲洗独立的清洗独立的清洗填充密度160m²/m³填充密度80m²/m³典型膜通量：15L/m²h典型膜通量：20L/m²h缠绕式纤维物质，污泥堵塞,卡在纤维间，无法通过反冲去除。沟槽式,低填充密度，堆积在板间，始于板固定处，没有反冲洗化学清洗。化学及机械清洗。中空纤维膜组件和板式膜组件的比较5.MBR工艺用膜、膜组件5.MBR工艺用膜、膜组件中空纤维膜帘式膜5.MBR工艺用膜、膜组件板式膜第二章.MBR系统MBR工艺组成1MBR产水系统2MBR反洗系统4MBR曝气系统3MBR加药系统5设计参数6生活污水针对生活污水的推荐工艺流程1.MBR工艺组成工业废水针对工业废水有机物去除为主的推荐工艺流程1.MBR工艺组成工业废水针对工业废水氨氮去除为主的推荐工艺流程1.MBR工艺组成1.MBR工艺组成废水可生化性好常采用工艺废水可生化性差常采用工艺1.MBR工艺组成2.MBR产水系统产水系统可采用连续运行或间歇运行两种不同的运行方式；对于微污染源水或MBR池MLSS浓度低的系统可连续产水；对于高MLSS的系统，可选用抽吸与停抽相结合的运行方式。3.MBR曝气系统需氧量曝气系统主要为膜生物反应池的微生物生长代谢提供氧气，主要有三个方面：1.微生物氧化分解有机物的需氧量2.微生物自身细胞物质的氧化分解的需氧量3.对污水中氨氮进行氧化所需氧量。AOR=0.001aQ(So－Se)+b［0.001Q(Nk－Nke)－0.12△Xv］－c△Xva—以BOD5表示有机物时的氧当量，kgO2/kgBOD5，a=1.47kgO2/kgBOD5b—氨氮硝化需氧系数，kgO2/kgN，b=4.57kgO2/kgNc—微生物的氧当量，kgO2/kgVSS，c=1.42kgO2/kgVSSNk—进水凯氏氮，mg/LNke—出水凯氏氮，mg/L－4.MBR反洗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。5.MBR加药系统污染物化学药剂浓度清洗时间有机物10%次氯酸钠1000~5000mg/L1~2h有机物氢氧化钠PH121h无机物盐酸0.1mol/L1~2h化学清洗的频率和操作的条件与进水的水质有关。通常情况下运行1～3个月或在相同的运行条件下透过膜的压差比初期上升的0.5bar以上时就应该进行化学清洗。项目城市污水工业污水进水COD(mg/L)44.2~8001333~68000COD去除率(%)90~9890~99.8污泥浓度(g/L)10~20,最高5020容积负荷（kgCOD/(m3•d))1.2~5.780.25~16污泥负荷(kgCOD/(kgVSS•d))0.03~0.550.012~2.72污泥产率(kgMLSS/kgCOD)0~0.340.05~0.35水力停留时间(h)2~2414~389污泥龄(d)5~∝6.2~600传统活性污泥法：容积负荷：0.6~1.8kgCOD/(m3•d)污泥负荷：0.4~0.8kgCOD/(kgVSS•d)污泥龄：5～15d好氧膜—生物反应器处理城市和工业废水一些参数6.设计参数第三章MBR与其他好氧工艺的比较MBR与SBR的比较2MBR与传统活性污泥法的比较1MBR与生物接触氧化法的比较3MBR与曝气生物滤池的比较4MBR与A2O的比较51.1活性污泥法的简介传统活性污泥法是活性污泥法的基本模式，以去除污水中有机物和悬浮物为主要目的，适用于无需考虑除磷脱氮的情况，其核心处理单元曝气池和沉淀池组成。因运行方式和参数不同，传统活性污泥法演变出传统曝气、完全混合、阶段曝气、吸附再生、延时曝气、高负荷曝气、深井曝气、纯氧曝气等工艺。1.MBR和传统活性污泥法的比较1.2MBR对于传统活性污泥法+二沉池的优势类型MBR活性污泥+二沉池MBR的优点出水方式截留出水自由沉淀出水悬浮物和浊度接近于零；细菌和病毒被大幅度去除。剩余污泥龄少多剩余污泥产量低，降低污泥处理成本。适用范围二级处理深度处理二级处理MBR可以用于深度处理，实现污水处理的回用。占地面积小大容积负荷高，节省占地，不受设置场地限制。运行和管理全制动化人工操作HRT和SRT的完全分离，可实现微机自动控制。项目1.MBR和传统活性污泥法的比较2.1SBR的简介间歇式活性污泥法或序批式活性污泥法简称SBR工艺，是近十年来活性污泥处理系统中较引人注目的一种废水处理工艺。SBR是现行的活性污泥法的一种变型，它的反应机制以及污染物质的去除机制和传统活性污泥法基本相同，仅运行操作不一样。SBR的操作模式由进水、反应、沉淀、出水和待机等5个基本过程组成。从污水流入开始到待机时间结束算做一个周期。在一个周期内，一切过程都在一个设有曝气或搅拌装置的反应池内依次，这种操作周而复始反复进行，以达到不断进行污水处理的目的。2.MBR和SBR的比较2.2MBR对于SBR的优势类型MBRSBRMBR的优点出水方式截留出水滗水器出水出水灵活且可以连续出水；细菌和病毒被大幅度去除。剩余污泥龄少多剩余污泥产量低，降低污泥处理成本。适用范围二级处理深度处理二级处理MBR可以用于深度处理，实现污水处理的回用。占地面积小大容积负荷高，节省占地，不受设置场地限制。去除有机物的种类多单一SRT大，有利于污泥的生物多样化，增加处理范围项目2.MBR和SBR的比较3.1生物接触氧化法的简介生物接触氧化法——在主反应区内设置填料，通过不断的培养使微生物附着在填料上，通过填料增大生物量，提高传质效率，因而对COD、BOD、SS等污染物具有很高的去除效果。工艺中微生物所需的氧通常通过人工曝气供给。生物膜生长至一定厚度后，近填料壁的微生物将由于缺氧而进行厌氧代谢，产生的气体及曝气形成的冲刷作用会造成生物膜的脱落，并促进新生膜的生长，形成生物膜的新陈代谢。填料的种类包括，粒状填料、蜂窝填料、软性填料、半软性填料、组合填料等。3.MBR和生物接触氧化法的比较3.2MBR对于生物接触氧化+二沉池的优势类型MBR接触氧化+二沉池MBR的优点出水方式截留出水自由沉淀出水悬浮物和浊度接近于零；细菌和病毒被大幅度去除。剩余污泥龄少多剩余污泥产量低，降低污泥处理成本。适用范围二级处理深度处理二级处理MBR可以用于深度处理，实现污水处理的回用。去除有机物的种类多单一SRT大，有利于污泥的生物多样化，增加处理范围运行和管理全制动化人工操作HRT和SRT的完全分离，可实现微机自动控制。项目3.MBR和生物接触氧化法的比较4.1曝气生物滤池的简介曝气生物滤池（简称BAF）又称淹没式曝气生物滤池（简称SBAF），是在20世纪70年代末80年代初出现于欧洲的一种膜法处理工艺。该技术最初用于污水处理的二级处理以后，由于其良好的处理性能，应用范围不断扩大。曝气生物滤池分为上向流式和下向流式。曝气生物滤池的主体可分为布水系统、布气系统、承托层、生物填料层、反冲洗系统等五个部分。污水从池上部进入滤池，并通过由填料组成的滤层，在填料表面形成有微生物栖息的生物膜。在污水率过滤层的同时，空气从填料底部通过，并由填料的间隙上升，与下流的污水相向接触空气中的氧转移到污水中，向生物膜上的微生物提供充足的溶解氧和丰富的有机物。在微生物的新陈代谢作用下，有机污染物被降解，污水得到处理。4.MBR和曝气生物滤池的比较4.2MBR对于曝气生物滤池的优势类型MBR曝气生物滤池MBR的优点剩余污泥龄少多剩余污泥产量低，降低污泥处理成本。去除有机物的种类多单一SRT大，有利于污泥的生物多样化，增加处理范围运行和管理全制动化人工操作HRT和SRT的完全分离，可实现微机自动控制。项目4.MBR和曝气生物滤池的比较5.1A2/O的简介A2/O包括厌氧段、缺氧段、好氧段和沉淀池组成。1、厌