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一體式膜生物反應(yīng)器的研制與開發(fā)

論文類型 其他 發(fā)表日期 2002-11-01
來源 中國土木工程學(xué)會水工業(yè)分會機電委員會機械專業(yè)四屆二次學(xué)術(shù)交流年會
作者 左中海,王明根
關(guān)鍵詞 膜生物反應(yīng)器(MBR) 污水處理 膜技術(shù) 膜污染 中水回用
摘要 本文介紹了一體式膜生物反應(yīng)器的優(yōu)點與工作原理、結(jié)構(gòu),重點介紹了MBR的運行情況與膜污染的控制方法,MBR的市場前景。
江蘇天雨環(huán)保集團有限公司 左中海 王明根

  摘要:本文介紹了一體式膜生物反應(yīng)器的優(yōu)點與工作原理、結(jié)構(gòu),重點介紹了MBR的運行情況與膜污染的控制方法,MBR的市場前景。
  關(guān)鍵詞:膜生物反應(yīng)器(MBR) 污水處理 膜技術(shù) 膜污染 中水回用

1.研制的目的

  膜生物反應(yīng)器是由膜分離單元與生物處理單元相結(jié)合的新型水處理技術(shù),與傳統(tǒng)的生化處理技術(shù)相比,MBR具有以下主要特點:處理效率高、出水水質(zhì)好;設(shè)備緊湊、占地面積??;耐沖擊負荷,易于擴容;易于實現(xiàn)自動控制運行、無需專業(yè)人員操作、管理簡單等優(yōu)點。80年以來,該技術(shù)愈來愈受到重視,成為水處理技術(shù)研究的一個熱點。目前膜生物反應(yīng)器已應(yīng)用于美國、德國、法國、日本和埃及等十多個國家,處理規(guī)模在6~13000m3/h。我國是一個水資源匱乏的國家,隨著近20年來經(jīng)濟的飛速發(fā)展,水污染與供水量不足已成為最嚴峻的現(xiàn)實問題,極大地阻礙著經(jīng)濟的發(fā)展,在北方和西北地區(qū),水資源短缺尤為嚴重,水資源的再利用已成為當務(wù)之急,將小區(qū)的生活污水處理后重新回用,作為雜用水(如沖廁所、洗車、綠化等),不但可緩解水資源短缺所引起的茅盾,而且保護了環(huán)境,利國利民。從國外的許多成功實踐表明,污水資源的再生利用是解決城市缺水的有效、經(jīng)濟而又便捷的途徑?,F(xiàn)在有許多院校、研究所對MBR投入了細致的研究,獲得了許多成果,如何將科技成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力,盡快投入市場,占領(lǐng)行業(yè)制高點,是目前研究的重點,開發(fā)高附加值、高技術(shù)含量的產(chǎn)品一直是我公司所倡導(dǎo)的主題,因此研制MBR膜生物反應(yīng)器不但符合社會發(fā)展的潮流,也符合我公司發(fā)展的方向。
  出于上述目的,根據(jù)我廠多年的環(huán)保機械制造經(jīng)驗,我們開發(fā)研制了專用于中水回用的MBR膜生物反應(yīng)器。

2.結(jié)構(gòu)原理介紹

  膜生物反應(yīng)器主要由生物反應(yīng)器與膜組件兩部分構(gòu)成,污水中的有機物經(jīng)過生物反應(yīng)器內(nèi)微生物的降解作用,使水質(zhì)得到凈化,而膜的作用主要是將活性污泥與大分子有機物及細菌等截留于反應(yīng)器內(nèi),使出水水質(zhì)達到回用水水質(zhì)要求,同時保持反應(yīng)器內(nèi)有較高的污泥濃度,加速生化反應(yīng)的進行。
  膜生物反應(yīng)器主要由池體、膜組件、鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)、泵及管道閥門儀表等組成,處理能力為20t/d。
  1) 池體
  由碳鋼及型鋼等焊接而成,其上設(shè)有進、出水管道及排空管道,根據(jù)處理量的大小制成相應(yīng)規(guī)格的池體,為延長池體的使用壽命,池體必須經(jīng)過特定的防腐。
  2) 膜組件
  膜組件是本套系統(tǒng)的核心部件,出水水質(zhì)的好壞與處理成本與其有直接的關(guān)系,由專業(yè)生產(chǎn)廠商提供,根據(jù)不同的水質(zhì)要求,一般選擇的膜組件也不相同,由于價格因素,一般都選擇有機膜,膜的孔徑在0.2~0.4μm之間,膜通量為10L/(m2·h)。
  3) 鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)
  采用鼓風(fēng)機+穿孔管曝氣系統(tǒng),簡單可靠,管道上設(shè)有調(diào)節(jié)閥來調(diào)整膜組件的曝氣強度,以減輕膜污染。
  4) 泵
  由于出水量不大,因此采用很小的管道泵來進行抽吸,抽吸壓力與膜組件相配,出水流量可以通過流量計直接顯示。

3.運行情況簡介

  污水來源為本廠的家屬樓生活污水+化糞池上清液。出水則用來沖廁所與綠化。
  進水水質(zhì):(平均)
    CODcr = 275 mg/L
    BOD = 128 mg/L
    SS = 52 mg/L
    NH3-N = 36 mg/L
  出水水質(zhì):(平均)
    CODcr = 18.7 mg/L
    BOD = 4 mg/L
    SS = 0 mg/L
    NH3-N = 0.85 mg/L
  本裝置從2001年12月8日投入活性污泥開始進行調(diào)試,兩星期后即全額進行,到目前已穩(wěn)定地運行了10個多月,未出現(xiàn)異常情況,出水清澈透明,無異味,膜的抽吸壓力上升緩慢。由于出水未進行消毒殺菌,因此出水流量計及管道中伴有藻類滋生,至2002年8月8日出水顏色變?yōu)闇\黃,將膜組件取出后用漂白粉溶液進行浸泡處理,再裝入池中,1h后出水又恢復(fù)至清澈透明,且膜通量也有所恢復(fù)。

4.膜污染的控制

  防止膜污染是MBR的重要研究課題,為了減緩膜污染,采用如下幾種方法:
  a)采用間歇式抽吸出水的操作方式;
  b)加大膜組件的曝氣量,提高表面流速;
  c)提高污泥的絮凝性能。
  從實際使用情況看來,這三種方法同時使用時,效果良好。

5.結(jié)束語

  國外對MBR的研究已有十幾年的歷史,MBR技術(shù)已成功應(yīng)用于中水道、污水處理、糞便水處理以及工業(yè)廢水的處理,如石油工業(yè)的含油廢水處理和回用、纖維工業(yè)廢水、釀造工業(yè)廢水、造紙工業(yè)廢水、醫(yī)藥廢水、食品加工廢水,取得很大的成功。目前全球已有8000多套MBR裝置在正常運行,其中英國就有400多套MBR裝置應(yīng)用在污水處理和回用上。美國2000年用在MBR裝置上的膜組件銷售額達67.5億美元,年增長速度約為13%,說明這一技術(shù)具有強大的生命力。我國對MBR的研究,自1995年開始,研究較少,自進入2001年以來我國科技界對MBR污水處理工藝研究非?;钴S。中膜、天膜也研制出國產(chǎn)的適用于為MBR配套的中空纖維膜組件,這說明MBR技術(shù)在我國受到了極大重視,MBR作為一種新型、高效的水處理技術(shù)必定會有很大的發(fā)展,隨著膜制造技術(shù)革新的技術(shù)進步,膜使用壽命的提高和膜成本的降低,制約MBR技術(shù)應(yīng)用的瓶頸必將會被打破,MBR技術(shù)在污水處理與回用事業(yè)中所起的作用必將越來越大。

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