《膜生物反应器工艺》PPT课件.ppt

利用浸没式中空纤维膜生物反应器的横向振动控制结垢 陈超化学工程10011316109 背景 研究内容与方法 技术路线 1 2 3 4 目录 预期的目标 01 背景 1 1背景 MBR 水是人类生存的根本 是人类经济发展和社会进步的生命线 是实现可持续发展的物质基础 在世纪的今天 水资源问题已经成为全球资源环境的首要问题 直接影响 制约着人类社会的生存和发展 水量少 分布不均 我国全部水资源总量为巧亿 位居世界第六位 但是由于人口众多 人均占有量为 仅为世界人均占有量的 耕地面积占有水量仅为世界平均水平的 同时由于我国地域辽阔 地形复杂 造成了我国水资源在时空分布上极不均匀 占国土面积的西北干旱和半干旱地区 水资源量只有全国的 而占国土面积的东南部 其水资源量占全国的 而且西北干旱和半干旱地区水资源时程变幅大 冬春少雨 夏秋多雨 造成了降水量和径流量年际年内变化很大 更给这些地区水资源的利用带来了困难 1 2膜生物反应器及其优点 MBR 膜生物反应器具有以下优点 1 出水水质好 出水经消毒后可直接回用 2 容积负荷高 结构紧凑 占地面积小 易于实现自动化 操作管理方便 3 以膜截留代替传统工艺中的二沉池 克服了传统活性污泥法因污泥膨胀而带来的问题 同时实现了固体停留时间和水力停留时间的相互独立 这样在生物处理单元中可以保持很长的污泥龄 为世代周期较长的自养菌创造生存条件 实现了传统工艺难以达到的硝化作用 4 污泥浓度高 污泥龄长 剩余污泥少且无需消化可直接脱水处理 既减少了对外界环境的影响 又节省了污泥处置的费用 1 3SMBR MBR 它代表了一种用于废水处理的先进技术 它可以节省操作空间并降低过程的能耗 生物反应器可以完全保留细菌和生物质并且与膜组件分离一起 也产生优异的质量效率 浸没膜补充单元通常使用孔径小于0 2 m的超滤膜或微孔膜 UF MF 膜 浸没式膜生物反应器 SMBR 将常规生物反应器和浸没膜组合过滤单元一起作为处理设施 浸没式膜生物反应器 1 4SMBR的发展 MBR 具有上述优点 SMBR已经在过去二十年被广泛采用和研究 然而 SMBR应用的主要挑战仍然是膜污染 膜污染可以导致膜渗透性的显着降低以及更频繁的膜清洁和替换 从而增加操作成本 已采用几种方法来减少SMBR中的膜污染 包括 i 给水的预处理 ii 改善膜性能和 iii 通过空气喷射优化流体动力学条件 以往采用降低膜污染的方法 1 5研究背景 它们的有效性归因于振动产生增强的膜表面附近的剪切应力 减少了来自大量进料的污垢沉积 比较了充气和振动膜过滤系统的使用 得出结论 振动膜过滤相对于充气系统在结垢控制和能量消耗方面具有明显的优势 最近 已经提出在SMBR中使用膜振动作为膜的结垢控制的替代方案 研究了横向叶片膜的纵向振动和凝聚剂添加以提高浸没中空纤维膜的过滤性能 MBR 02 研究内容与方法 2 1材料与方法 MBR 模块II可以容纳多达200个纤维 排列成5行 每行有40个纤维 模块 是有一个5 5的膜纤维束 长度为18厘米 纤维间距为5毫米 在实验中使用两种类型的膜模块 模块I和II 模块I用于短期试验 模块II用于短期和长期试验 2 2实验装置 MBR 两种设置都包括反应器 振动机构和渗透测量设备 设置 使用膜组件I 这种设置允许横向和纵向振动 并且它主要用于短持续时间测试 2 2实验装置 MBR 长时间试验在装置 中用模块 使用横向振动进行 设置 包括两个有机玻璃容器 进料罐和反应器罐 并且流出物连接到排出物 2 3分析方法 MBR 对于长期试验 MLSS和MLVSS的浓度根据标准方法进行定量以及测定COD 通过离子色谱测量由NO3 N表示的氮浓度 如一些报道表示 已经发现SMP和EPS对膜过滤性能具有显着影响 碳水化合物和蛋白质是主要的SMP和EPS组分 并且监测它们在长时间测试中的浓度以量化在膜振动下的生物效应 将来自反应器的收获的混合液的样品在4000rpm离心10分钟以分离上清液和污泥 上清液在用0 45 m乙酸纤维素膜 CA FisherScientific 过滤后 被认为是SMP 然后将污泥用相同体积的Milli Q水重悬 并置于80 的水浴中30分钟 之后将样品以4000rpm离心10分钟 上清液通过0 45 mCA膜过滤 渗透物被认为是EPS 分析SMP和EPS两者的碳水化合物和蛋白质级分 碳水化合物和蛋白质通过苯酚 硫酸法 使用葡萄糖作为标准品 和改进的Lowry法 分别使用牛血清白蛋白 BSA 作为标准进行测定 03 技术路线 操作路线 短期测试 振动频率的影响 间歇振动的影响 横向和纵向振动之间的比较 振动和空气喷射过程的比较 长时间测试 3 2数据分析与结果讨论 MBR 04 预期的目标 4 1预期目标 MBR 在本研究中通过实验研究好氧生物反