膜反应器ppt课件.ppt

膜生物反应器的应用 膜生物反应器 MBR WYB 膜生物反应器在处理垃圾渗透液中的应用 XGP 膜生物反应器脱氮除磷 YJG 膜生物反应器在处理城市污水上的应用 YYB 膜生物反应器与饮用水 MBR的应用 一 膜生物反应器概述 1 概念 膜生物反应器 MembraneBioreactor MBR 是以酶 微生物或动 植物细胞为催化剂 进行化学反应或生物转化 同时凭借生物膜不断的分离出反应产物并截留催化剂而进行连续反应的装置 简言之膜生物反应器是膜分离过程与生物反应过程耦合的生物反应装置 2 优点 运行稳定 占地较少 易自动化运行 返回主页 二 MBR的原理 返回主页 三 膜生物反应器种类 膜组件 一 分置式 二 一体式 膜组件 包含有管式 平板式 卷式 微管式以及中空纤维等膜组件形式 目前最常用两种膜平板式和中空纤维 一 分置式 优点 1 膜组件与生物反应器之间的相互影响小 2 单位面积膜的水通量大 3 运行稳定可靠 操作管理容易 4 易于膜的清冼 更换和增设 缺点 1 为减少污染物在膜表面的沉积 需要较高的膜面流速 因而配置的超滤循环泵需要较高的流量 能耗很高 2 循环泵内的高剪切力会引起生物絮体的破坏 导致生物活性的降低 二 一体式 优点 1 体积小 整体性强 膜组件直接置于生物反应器中 大大减少了占地面积 2 运行动力费用低 膜表面的错流是靠空气搅动产生的 混合液随气流向上流动 在膜表面产生剪切应力 在这种剪切应力的作用下 沉积在膜表面的颗粒容易脱离膜表面 因此不需要功率较大的循环泵 缺点 1 需要定期将膜组件取出生物反应器进行化学清洗 因而管理方面上不及分置式 2 出水不连续 3 单位膜面积膜的产水量较低 一般仅为5 10L m2 h 返回主页 WYB 膜生物反应器在处理垃圾渗透液中的应用 1 膜组件的通量目前渗滤液处理排放标准为悬浮物浓度分别为200mg L和400mg L 而膜出水悬浮物浓度一般小于10mg L 2 污泥浓度的确定根据进水有机物浓度和悬浮物浓度合理确定MLVSS MLSS比值 3 COD BOD之比COD BOD的比值以2 2为界 MBR进水易出现COD BOD 2 2的情况 当COD BOD 2 2时 供氧量和产泥量需按照COD进行计算 注 COD化学需氧量 BOD生化需氧量4 反应池温度由于垃圾处理设施和渗滤液处理设施多为封闭系统 造成渗滤液温度较高 当膜生物反应器为封闭系统时 需配置相应的冷却换热系统 另外还有生物泡沫辅助设施 厌氧出水中悬浮物和硫化物对好氧反应器的影响 管道堵塞 仪表配置 返回 膜生物反应器脱氮除磷用的一体化生物膜反应器特点反应器的独特构造使得硝化和反硝化反应分别在反应器不同分区占优势 同时由于生物膜内部缺氧微环境的存在 不同分区均有同时硝化和反硝化现象 SND 的发生 一体化生物膜脱氮反应器结构简单紧凑 占地面积小 利用曝气推动力实现硝化液循环 不需外加动力设备 能耗低 反应器脱氮可有效利用污水中的有机碳源 对C N比较低的生活污水的处理不需外加碳源进行反硝化 XGP 膜生物反应器脱氮除磷 移动床生物膜反应器 XGP 膜生物反应器脱氮除磷 MBBR是处于活性污泥法和固定生物膜法之间的高效新型反应器 其原理为 反应器中比表面较大的填料因搅拌在水中自由运动 并逐渐在其表面生长出生物膜 生物膜中的异养和自养微生物利用水中的C N P等进行新陈代谢 进而达到去除水中有机污染物和脱氮除磷的目的 MBBR既可在好氧环境下运行 也可在缺氧和厌氧环境下运行见 在好氧MBBR中 填料运动靠曝气 而在缺氧和厌氧MBBR中 填料的运动是机械搅拌或靠厌氧所产生的沼气进行搅拌 或用内循环气提泵进行搅拌 XGP 膜生物反应器脱氮除磷 与固定床生物膜反应器相比较 MBBR中生物膜的载体是运动的 由于水的剪切力和载体运动所产生的摩擦力 填料表面 特别是外表面的 生物膜会自然脱落 部分污泥随出水流出反应器 部分污泥仍留在反应器中 起到活性污泥的作用 所以 不会引起堵塞 无需反冲洗 也无需污泥回流 因填料 水都是运动的 故气 水 固相之间的传质较好 填料上生物膜的活性较高 与普通活性污泥法和固定生物膜法相比 MBBR法的处理能力相对较强 MBBR的应用比较灵活 反应器可大可小 形状可多种多样 也可直接利用现有设备作为反应器 返回 YJG MBR在处理城市污水上的应用 城市污水膜生物反应器处理原理MBR工艺与传统处理方式的比较MBR运行的影响因素MBR在城市污水处理中存在的问题 竞争优势 膜生物反应器 MBR MBR工艺设计 反应器主体 膜材料与组件 附属装置与系统 预处理系统 污泥处理设施 自控系统 MBR MBR与传统处理技术的比较 三 MBR运行的影响因素 有机负荷 在好氧MBR中 污泥浓度随容积负荷的增加迅速升高 有机物去除速率加快 污泥负荷基本保持不变 从而抑制出水水质的恶化 而在厌氧MBR中 污泥浓度升高缓慢 污泥负荷与容积负荷几乎呈正相关关系 因此厌氧MBR出水水质易受容积负荷的影响 1 影响MBR稳定运行的生物动力学参数 三 MBR运行的影响因素 污泥浓度 污泥浓度是MBR系统的重要参数 不仅影响有机物的去除能力 还对膜通量产生影响 研究成果表明 一定条件下污泥浓度越高 膜通量愈低 但国内学者在一体式MBR处理生活污水的研究却发现 当曝气强度足够大时 气水比近似100 1 MLSS由10g L变化到35g L时 MLSS与膜通量没有明显的相关性 但如果降低曝气强度 MLSS对膜通量可能产生一定的影响 1 影响MBR稳定运行的生物动力学参数 三 MBR运行的影响因素 膜的选择 膜材料分为有机膜和无机膜两种 由于较高的投资成本限制了无机膜在我国的广泛应用 国内MBR普遍采用有机膜 常用的膜材料为聚乙烯 聚丙烯等 分离式MBR通常采用超滤膜组件 截留分子量一般在2 30万 截留分子量越大 初始膜通量越大 但长期运行膜通量未必越大 对于一体式MBR 既可用超滤膜 也可使用微滤膜 2 膜分离参数 三 MBR运行的影响因素 操作方式的优化 对于分体式MBR 为了减缓膜污染 反冲洗是维持MBR稳定运行的重要操作 对于一体式MBR 缩短抽吸时间或延长停吸时间和增加曝气量均有利于减缓膜污染 抽吸时间对膜阻力的上升影响最大 曝气量其次 水力学特性的改善 对于分体式MBR 可以提高流体的进水流速 减少浓差极化 使被截留的溶质及时被带走 对于一体式MBR 设计合理的流道结构 提高曝气强度 使较大的曝气量起到了冲刷膜表面的错流过滤效果显得尤为重要 2 膜分离参数 四 城市污水MBR生物降解特性 1 对有机污染物的去除效果城市污水中的有机物是易降解的 因此膜所截留的废水中有机物不会产生积累 同时 MBR由于污泥浓度高 加剧了微生物的内源呼吸 又会产生大量的溶解性微生物代谢产物 SMP 使上清液中的COD上升 出水COD出现一定程度的波动 但由于膜过滤的存在 均可保证系统稳定 优良的出水水质 所以 膜生物反在去除有机污染物方面 表现出了良好的运行稳定性 这一特性明显优于传统生物处理系统 2 总磷的去除生物除磷主要通过聚磷菌在好氧环境下从外部摄磷 并以聚合态贮藏在生物体内 形成高磷污泥 在好氧环境下排出系统 从而达到除磷效果 但对于MBR工艺来说 一般具有较长的泥龄 因此从这个意义上讲不利于磷的去除 但如果用复合式膜生物反应器 由于生物膜内部形成了缺氧 厌氧区 可起到一定的强化除磷作用 复合膜生物反应器在进行同时硝化反硝化的过程中 具有反硝化作用的除磷菌对磷有一定的去除作用 微生物在实现硝化作用时 同时存在好氧磷吸收 反硝化和缺氧磷吸收作用 3 总氮的去除膜生物反应器内实现同时硝化反硝化过程 主要依靠生物膜内部形成的缺氧 厌氧环境 在彻底完成硝化作用的同时 具备了一定程度的反硝化能力 进而达到脱氮的目的 返回 通过膜生物反应器 一方面扩大饮用水的来源 另一方面提高饮用水的质量 保证我们的饮水健康 扩大饮用水 海水的淡化提高饮用水的质量 原水的净化 地表水和地下水 YYB 膜生物反应器与饮用水 海水的淡化 脱盐 海水淡化一直以来都是推动可持续发展的一项热点技术 而集成膜海水淡化系统被认为是现有的可以克服传统脱盐技术弊端的趋势 试验如下页 原水的净化 地表水和地下水 MBR制水技术典型生产性应用 对硝酸盐含量超标的地下水 在实验室采用孔径为0 01um的纤维素衍生膜的分置式MBR脱氮 对硝酸盐的去除率达99 0 TOC的去除率 95 0 Ubrain等在法国针对含氮和杀虫剂的微污染原水 采用MBR PAC工艺进行