mbr水处理ppt

膜生物反应器水处理技术目录概述MBR技术简介MBR研究进展MBR膜污染及因素分析MBR应用现状MBR技术经济分析前景展望1．SBR--Sequencingbatchreactor2．UASB—Upflowanaerobicsludgeblanket3．ABR—Anaerobicbaffledreactor4．EGSB—Expandedgranularsludgebed5.BAF—Biologicalaeratedfilter6.MBR—Membranebioreactor水处理新技术1.概述MBR与污水资源化：1．出水水质好、可直接回用作中水；2．占地面积小；3．污泥浓度高、剩余污泥产量低；4．操作管理简便。2.MBR技术简介:膜生物反应器是一种由膜分离单元与生物处理工艺相结合的新型污水处理技术，它以膜组件取代活性污泥法中的二沉池在生物反应器中保持较高的污泥浓度，从而减少了处理设施占地面积，并且通过保持低污泥负荷减少污泥产量。MBR工艺组成膜组件曝气出水曝气进水抽吸泵出水进水循环泵分置式MBR一体式MBR优/缺点：污染物去除效率高，不仅对悬浮物、有机物去除效率高，且可以去除细菌、病毒等；膜分离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和污泥龄的完全分离，使运行控制更加灵活、稳定；生物反应器内的微生物浓度高，耐冲击负荷；有利于世代时间长的微生物（如硝化细菌）的截留和生长，系统硝化效率得以提高，同时可提高难降解有机物的降解效率。MBR的工艺特点膜污染严重膜造价昂贵运行费用高MBR存在不足：MBR在国外的研究进展1969年美国的Smith首次报道了活性污泥生物膜法和超滤膜结合处理城市生活污水的方法，80年代末以来，MBR处理的对象扩宽到工业废水、石油废水、发酵废水等废水处理方面。1989年Tamamoto等将中空纤维应用于活性污泥法以来，使组合工艺运行成本大大降低，扩展了其应用前景。3.MBR研究进展90年代初，MBR开始应用于废水的脱氮除磷研究，Hideki进行了MBR的高效氨氮硝化与工业废水去除磷酸盐的研究。90年代中后期，MBR在国外进入了实际应用阶段。加拿大的Zenon公司和日本的Kubota公司在MBR的推广方面做了许多的工作。目前这种MBR已应用美国、德国、法国和埃及等多个国家和地方，处理规模从10m3/d到100000m3/d。MBR在国内的研究进展1991中科院生态中心王菊思启动了MBR的研究；1995年樊耀波将MBR用于石油化工污水净化的研究；邢传红（1997）采用无机MBR进行了处理生活污水的实验研究；何义亮（1999）采用厌氧MBR进行高浓度食品废水处理；王连军（2000）用无机MBR处理啤酒废水；范彬（2002）研究微网动态膜对生活污水的处理效果；赵方波（2006）用MBR进行脱氮除磷研究；国家863科技攻关项目（2002-2005）——新型MBR的研究与示范工程建设。2005.8膜法水处理国际研讨会（北京，清华大学）2009.9,5thIWASpecialisedMembraneTechnologyConferenceforWaterandWastewaterTreatment（北京，清华大学）MBR国内研究状况科研单位反应器类型废水类型清华大学分离式抽吸淹没式生活污水，洗浴废水，医院废水同济大学分离式高浓度有机废水中国科学院生态环境研究中心分离式印染废水，石化废水哈尔滨工业大学重力淹没式生活污水天津大学重力淹没式生活污水其他高校及科研单位分离式、抽吸淹没式生活污水，啤酒废水，港口废水等MBR商业化公司加拿大Zenon公司加拿大的ZENON公司的ZenoGem工艺是Zenon市政系统公司开发的具有专利权的淹没式MBR工艺，其开发的抗氯微滤中空纤维ZeeWeed膜孔径为0.1μm，外径为1.9mm，过滤从管外向内进行，当膜过滤压力为10-50kPa时，膜通量为40-70L/m2.h。其主要业务是在世界范围内提供先进的膜产品、提供水的纯化、城市和工业废水的处理和再利用等服，在世界上已经20多个国家几百个工程使用了ZENON公司的MBR设备。ZENON公司分布在世界各地：7个在北美，6个在欧洲，亚洲、拉丁美洲和中东各有1个分部。日本三菱公司三菱公司主要开发了两种中空纤维微滤膜，其性能比较如表2-7。SADF膜是三菱公司继SUR膜是近年来开发的新一代膜组件，和目前膜相比，其通量提高3倍以上；柔韧性增加60倍以上；化学稳定性和寿命更长。类别孔径外部直径材质适用处理规模SUR膜0.4um540umPP中、小SADF膜0.4um2.8mmPVDF大SUR膜和SADF膜特征比较日本KUBOTA公司KUBOTA公司的技术核心是Kobota平板式淹没式MBR，其MBR第一次商业应用是在1990年，到1998年世界上已经有200多个污水厂正在使用其产品（见表2-8）。在过去的5年里，KUBOTA公司的MBR市场占有情况，无论是在数量上还是在规模上都急剧增长。其在英国用于家居污水处理的流量已超过10000m3/d。这些实际应用的浸没式MBR系统经过近10年的运行，证明该流程运行可靠，操作简单。国内MBR技术公司自90年代以来，MBR技术在国内也受到高度重视，不仅涌现了一批MBR的研究单位，贡献比较突出的有清华大学、浙江大学、中科院生态中心、哈尔滨工业大学、同济大学等，同时国内也出现了一些从事MBR技术咨询、设计、施工的环保公司，如天津膜天膜集团、北京碧水源科技有限公司、天津清华德人环境工程有限公司、北京永新环保科技有限公司等，它们在推进MBR的工程应用上发挥着重要的作用。天津工大膜天集团天津工大膜天集团是天津工业大学和中国纺织工业对外经济技术合作公司共同出资组建的高科技企业，是国内膜行业中历史最长、规模最大的公司，我国第一支中空纤维膜组件就诞生在这里。公司在中空纤维微滤膜、超滤膜、反渗透膜的研究开发方面居国内领先地位，已成为我国膜技术研究和开发的重要基地，为我国膜科学技术发展做出了重大贡献，现为中国膜工业协会常务理事及副秘书长单位、中国膜工业协会标准化委员会主任、国家教育部中空纤维膜材料与膜过程重点实验室主持制定了中空纤维微滤膜、超滤膜、反渗透膜组件及测试方法的行业标准及部分国家标准。公司“年产100万平方米中空纤维膜产品产业化项目”被评为重大高新技术产业化项目，已列入国家高新技术产业化专项，总投资额1.20亿元人民币，厂区占地面积6.7万平方米，目前为我国乃至亚洲最大的中空纤维膜生产基地。北京碧水源科技有限公司北京碧水源科技发展有限公司，是专业从事环境保护和资源再生化利用事业的高科技公司，业务涉及城市污水处理和再生利用、给水及纯水处理、工业给水及废水处理、城市垃圾处理及综合利用等领域的技术开发、工程设计、工程施工和设备制造。公司在膜生物反应器（MBR）技术领域拥有多项知识产权，并列入国家“863”计划，获得国家科技创新基金和多项国家级荣誉，已承担了几十项污水资源化应用工程。目前碧水源公司生产的膜生物反应器包括三个系列产品：1、MBRU膜生物反应器组器：适合于处理规模5000吨/天以上的较大规模城镇污水、食品废水、屠宰废水、石油化工废水、电厂废水等。出水水质达到再生水回用标准。2、MBR膜生物反应器成套设备：适合于50吨/天－5000吨污水处理回用。3、CWT智能小型污水处理设备：适合于2－50吨/天污水处理，特别对于农村、旅游点、公厕等分散性污染点的污水处理回用。MBR商业化公司加拿大Zenon公司加拿大的ZENON公司的ZenoGem工艺是Zenon市政系统公司开发的具有专利权的淹没式MBR工艺，其开发的抗氯微滤中空纤维ZeeWeed膜孔径为0.1μm，外径为1.9mm，过滤从管外向内进行，当膜过滤压力为10-50kPa时，膜通量为40-70L/m2.h。其主要业务是在世界范围内提供先进的膜产品、提供水的纯化、城市和工业废水的处理和再利用等服，在世界上已经20多个国家几百个工程使用了ZENON公司的MBR设备。ZENON公司分布在世界各地：7个在北美，6个在欧洲，亚洲、拉丁美洲和中东各有1个分部。国家重大课题支持•2009年863计划资源环境技术领域“水处理新材料制备和应用关键技术与工程示范”重点项目“新型膜材料及膜组器的制备和应用关键技术与工程示范”。“十二五规划”建议稿中的环境保护发展先进环保技术和装备，包括污水、垃圾处理，脱硫脱硝，高浓度有机废水治理，土壤修复，监测设备等，重点攻克膜生物反应器、反硝化除磷、湖泊蓝藻治理和污泥无害化处理技术装备等；发展环保产品，包括环保材料、环保药剂，重点研发和产业化示范膜材料、高性能防渗材料、脱硝催化剂、固废处理固化剂和稳定剂、持久性有机污染物替代产品等。膜污染形成机理滤饼层：主要是水透过膜被截流下来的部分活性污泥和胶体物质，没来得及送走就在滤压差和透过水流的作用下堆积在膜表面，形成膜污染，属于可逆污染。凝胶层：它可以透过凝胶层却被膜内微孔表面所吸附或形成结晶，堵塞孔道，使膜通量下降。研究表明，膜表面堵塞的主要物质为微生物正常代谢产生的粘性多糖类物质，粘性多肽分子和蛋白质分子等。微生物污染：膜面和膜内的微孔中有微生物所需的营养物质，因而不可避免的会有大量微生物滋生。4.MBR膜污染及因素分析膜污染阻力分布示意图膜污染阻力表达式RPJgcmtRRRR影响膜污染的主要因子膜材质——表面亲/疏水性、荷电性等。料液性质——混合液特性、污泥浓度高低及其成分构成。操作条件——曝气量大小，运行方式设置以及膜清洗。影响膜污染的因子膜孔尺寸空隙率絮体大小溶解性物质TMPHRT/SRT膜污染的影响因素亲水性絮体结构材质构造EPS污泥浓度膜活性污泥曝气强度CFV构造运行条件膜污染的形成机理流程快速污染，TMP急剧增加缓慢污染快速污染，TMP跳跃发展污泥混合液EPS和SMP生物颗粒絮体小膜组件膜孔堵塞生物相在膜表面的吸附膜孔进一步堵塞，孔径变小，凝胶层析出生物相在膜表面的滋生；生物絮体在膜表面剪切力小的地方沉积，膜有效面积和孔径减少局部通量增加局部通量〉临界通量凝胶层、沉积层加速生成加速污染开始第一阶段第二阶段第三阶段膜的化学清洗膜污染后的清洗和再生物理方法：（1）超声波清洗。超声波能够在清洗溶液中形成极大的扰动，破坏膜表面和吸附物质的连接，松散膜面上的颗粒，除去膜表面的沉积层。但是超声波对膜是否有损坏作用尚需进一步研究。（2）物理反冲洗。物理反冲洗包括水反冲洗和气水反冲洗。反冲洗能减少膜结垢，可形成优化的水力操作条件。但反洗能够缩短膜的工作寿命。（3）空曝气。当膜面附着的污泥层对膜通量影响很大时，空曝能有效地解决膜污染问题。化学方法：化学清洗能够破坏污染物的分子结构或改变污染物与膜表面分子间的吸引力，当膜污染程度较深时，物理方法清洗不能达到所需要的结果，而化学清洗则可以使膜通量恢复得比较好。常用化学试剂包括酸液、碱液、螯合剂、氧化剂、酶和表面活性剂等。化学方法虽然能够除去污染物，但也有可能引入新的污染物。并且同一种清洗剂，在不同的操作条件和操作方式下，清洗效果差别很大。组合清洗法由于造成膜污染的原因很多，使用单一的清洗方法，难以达到最佳效果，故通常采用物理—化学清洗相结合或使用多种化学试剂组合进行清洗。化学方法：化学清洗能够破坏污染物的分子结构或改变污染物与膜表面分子间的吸引力，当膜污染程度较深时，物理方法清洗不能达到所需要的结果，而化学清洗则可以使膜通量恢复得比较好。常用化学试剂包括酸液、碱液、螯合剂、氧化剂、酶和表面活性剂等。化学方法虽然能够除去污染物，但也有可能引入新的污染物。并且同一种清洗剂，在不同的操作条件和操作方式下，清洗效果差别很大。5.MBR应用现状GeometricparametersDimensionsReactorheight:Htot(m)Reactorlength:L(m)Reactorwidth:W(m)Reacto