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生物膜污水處理工藝MBR技術(shù)
MBR為膜生物反應(yīng)器的簡稱是一種將膜分離技術(shù)與生物技術(shù)有機(jī)結(jié)合的新型水處理技術(shù),它利用膜分離設(shè)備將生化反應(yīng)池中的活性污泥和大分子有機(jī)物截留住,省掉二沉池。膜-生物反應(yīng)器工藝通過膜的分離技術(shù)大大強(qiáng)化了生物反應(yīng)器的功能,使活性污泥濃度大大提高,其水力停留時(shí)間(HRT)和污泥停留時(shí)間(SRT)可以分別控制。
膜生物反應(yīng)器因其有效的截留作用,可保留世代周期較長的微生物,可實(shí)現(xiàn)對污水深度凈化,同時(shí)硝化菌在系統(tǒng)內(nèi)能充分繁殖,其硝化效果明顯,對深度除磷脫氮提供可能。
我國對膜生物反應(yīng)器污水處理技術(shù)的研究較晚,但發(fā)展迅速,近年來,MBR工藝已有實(shí)際應(yīng)用實(shí)例,并保持著良好的發(fā)展勢頭。2002年,膜生物反應(yīng)器的研發(fā)又被列為“863”重大科技項(xiàng)目,推進(jìn)膜生物反應(yīng)器在污水處理及回用中的應(yīng)用。劉銳等在研究膜生物反應(yīng)器與傳統(tǒng)活性污泥工藝進(jìn)行比較后發(fā)現(xiàn),在運(yùn)行條件一致的情況下,膜生物反應(yīng)器有更強(qiáng)的去除能力。陳衛(wèi)文等研究膜生物反應(yīng)器對各分子質(zhì)量區(qū)間內(nèi)有機(jī)物的去除規(guī)律發(fā)現(xiàn),物理截留作用可完全截留粒徑>0.22pm的有機(jī)物,而活性污泥的降解作用以及膜表面濾餅層和凝膠層的共同作用可去除大部分0.224m以下的有機(jī)物在研究一體式膜生物反應(yīng)器處理小區(qū)生活污水的中試實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),通過增設(shè)泥水回流和缺氧區(qū)可將氨氮去除率從60%提高到95%以上。生活污水的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),在進(jìn)水COD為1250-13500mg/L時(shí),去除率可高達(dá)94.1%一-95.6%,BOD5的去除率可達(dá)98%以上。同時(shí),國內(nèi)的學(xué)者也開始研究膜生物反應(yīng)器中運(yùn)行參數(shù)的數(shù)學(xué)模型,主要為最佳水力停留時(shí)間、最佳排泥時(shí)間以及最佳反沖洗周期,并通過實(shí)驗(yàn)得到驗(yàn)證。
3MBR工藝與傳統(tǒng)污水處理工藝的比較在傳統(tǒng)的污水生物處理技術(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15~3.5g/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,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。MBR工藝(圖2)通過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,不僅省去了二沉池的建設(shè),而且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特效菌(特別是優(yōu)勢菌群)的出現(xiàn),提高了生化反應(yīng)速率。同時(shí),通過降低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題。
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