MBR一體化生活污水處理技術(shù)介紹

MBR一體化生活污水處理技術(shù)介紹
一、 膜技術(shù)在水處理中的應(yīng)用發(fā)展簡(jiǎn)述
膜處理技術(shù)是基于膜分離材料的水處理新技術(shù)。膜分離技術(shù)的工程應(yīng)用開(kāi)始于20世紀(jì)60年代的海水淡化。以后，隨著各種新型膜的不斷問(wèn)世，膜技術(shù)也逐步擴(kuò)展到城市生活飲用水凈化和城市污水處理以及醫(yī)藥、食品、生物工程等領(lǐng)域。在全球水資源緊缺、受污染日益嚴(yán)重的，膜技術(shù)作為一種新型的再生水回用技術(shù)，得到越來(lái)越的應(yīng)用。
膜技術(shù)在城市污水處理中應(yīng)用是利用超濾膜取代傳統(tǒng)的二沉池，取得了極好的效果。但當(dāng)時(shí)膜技術(shù)處于發(fā)展初期，膜價(jià)格昂貴，壽命短，能耗高，未能得到推廣應(yīng)用。
20世紀(jì)80年代，隨著膜技術(shù)的發(fā)展和完善，膜生物反應(yīng)器（MBR）開(kāi)始引入城市污水及垃圾填埋滲濾液的處理。這種集成式組合新工藝把生物反應(yīng)器的生物降解作用和膜的分離技術(shù)溶于一體，具有出水水質(zhì)好且穩(wěn)定、處理負(fù)荷高、裝置占地面積小、產(chǎn)泥量小、操作管理簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。
膜技術(shù)在90年代后期發(fā)展迅速，特別是進(jìn)入21世紀(jì)后，隨著膜材料生產(chǎn)的規(guī)?；⒛そM件及其處理產(chǎn)品的設(shè)備化和集成化，膜設(shè)備生產(chǎn)技術(shù)的普及化和價(jià)格大眾化，膜技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)從實(shí)驗(yàn)室潛在技術(shù)迅速發(fā)展成為工程實(shí)用技術(shù)。已經(jīng)在許多大型工程應(yīng)用中應(yīng)用，并且可以與傳統(tǒng)技術(shù)相競(jìng)爭(zhēng)。
二、膜生物反應(yīng)器（MBR）的優(yōu)點(diǎn)
膜生物反應(yīng)器（Membrane-Bioreactor，簡(jiǎn)稱MBR）是一種將膜分離技術(shù)與傳統(tǒng)污水生物處理工藝有機(jī)結(jié)合的新型污水處理與深度處理回用工藝。具有如下特點(diǎn)：
1、MBR工藝采用膜分離技術(shù)實(shí)現(xiàn)泥水分離，使生化系統(tǒng)可具有較高的污泥濃度，使污水處理較高的處理能力和抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，運(yùn)行穩(wěn)定；
2、工藝流程簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)緊湊，占地少，適用于任何場(chǎng)合；由于污泥濃度的增加，可在不增加占地面積或增加處理構(gòu)筑物的情況下提高處理和穩(wěn)定能力，特別適用于常規(guī)處理工藝設(shè)施的改造，使之具有更大的處理能力和更優(yōu)異的出水水質(zhì)；
3、產(chǎn)水率高，處理后出水可全部回用；
4、處理效率高，出水水質(zhì)優(yōu)良穩(wěn)定，處理出水SS極低，非常清澈，感觀好。可直接作為生活雜用水回用；
5、MBR工藝的污泥泥齡可達(dá)30天左右，可以使生化池中的硝化菌含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于常規(guī)工藝。同時(shí)，由于采用膜過(guò)濾的泥水分離方式，使在常規(guī)工藝中不易沉淀的硝化菌全部被截留在生化處理池中。由于這兩個(gè)原因，使MBR工藝具有很好的硝化和反硝化能力，使其具有很高的氨氮和總氮的去除率，氨氮的去除率可達(dá)95％以上。
6、運(yùn)行靈活，對(duì)水質(zhì)水量的變化適應(yīng)性很強(qiáng)。尤其對(duì)于一些新建社區(qū)或季節(jié)性的度假場(chǎng)所，即使進(jìn)水量遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)水量，通過(guò)PLC編程調(diào)節(jié)運(yùn)行周期，使運(yùn)行不受影響；
7、易于完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，無(wú)需專人負(fù)責(zé)運(yùn)行維護(hù)；
8、剩余污泥產(chǎn)量低，為常規(guī)工藝的20％。
三、MBR的應(yīng)用范圍
1、在好氧工藝方面
在生活污水方面，主要涉及城市污水、樓宇污水、公廁污水、污水廠升級(jí)改造以及其他有回用要求的污水處理場(chǎng)合。有關(guān)MBR對(duì)生活污水的處理特性一直是研究的重點(diǎn)，其工藝形式多采用好氧MBR。在歐美日等國(guó)，其研究的目的在于一方面改造污水處理廠，使其達(dá)到深度處理的要求;另一方面，用于廢水處理使其達(dá)到回用的目的。目前在北美，MBR處理生活污水的應(yīng)用主要是流量在10~200 m3/d的小型處理裝置。
MBR作為一種強(qiáng)化的生物處理工藝，在工業(yè)廢水的處理中主要包括制藥廢水、化工廢水、食品污水等高濃度、難降解有機(jī)廢水的處理。目前好氧MBR工藝已經(jīng)成功應(yīng)用于下列行業(yè)的工業(yè)污水處理：包括醫(yī)藥、紡織、化妝品、食品、造紙與紙漿、飲料、煉油工業(yè)與化工廠，在歐洲垃圾填埋場(chǎng)滲濾液的好氧MBR處理廠也正在興建。
2、 在厭氧工藝方面
厭氧生物法以其能耗低、可回收利用沼氣能源、負(fù)荷高、產(chǎn)泥少等諸多優(yōu)點(diǎn)成為了處理高濃度有機(jī)廢水方法。但由于厭氧微生物的生長(zhǎng)速率比好氧微生物的生長(zhǎng)速率小得多，污泥流失對(duì)厭氧生物法造成的不利影響遠(yuǎn)大于對(duì)好氧生物法的影響，因此如何減少污泥流失就成為了厭氧生物法所必須面臨的一個(gè)重要問(wèn)題，同時(shí)也是新型厭氧生物反應(yīng)器開(kāi)發(fā)的一個(gè)主要出發(fā)點(diǎn)。
將膜分離與厭氧生物處理相結(jié)合組成的厭氧膜生物法，一方面可以完全避免厭氧污泥的流失，使反應(yīng)器內(nèi)有充足的厭氧微生物，保證處理效果的穩(wěn)定性;另一方面膜自身良好的截留作用還可以進(jìn)一步改善厭氧出水的水質(zhì)，提高處理效果。除此之外，膜分離作用還體現(xiàn)在對(duì)厭氧反應(yīng)器的構(gòu)造和處理效果有特殊的強(qiáng)化作用。而對(duì)于兩相厭氧MBR，膜分離作用可以使產(chǎn)酸反應(yīng)器中的產(chǎn)酸細(xì)菌濃度增加，提高水解發(fā)酵的能力，同時(shí)膜將大分子有機(jī)物截留在產(chǎn)酸反應(yīng)器中使之水解發(fā)酵，因此可以使系統(tǒng)保持較高的酸化率。
3、在有機(jī)廢水處理脫氮方面
由于膜可以有效截留細(xì)菌，避免污泥的流失，因此可以使生長(zhǎng)緩慢的硝化細(xì)菌在短時(shí)間里獲得較大的增殖，并且維持較高的濃度，為氨氮的順利硝化提供必要的保證。另外，MBR中過(guò)高的污泥濃度易于使污泥絮體形成表面好氧、內(nèi)部缺氧的狀態(tài)，可以在同一反應(yīng)器中實(shí)現(xiàn)硝化和反硝化。
有關(guān)MBR脫氮，目前多數(shù)是建立在傳統(tǒng)的硝化和反硝化機(jī)理上的兩級(jí)或單級(jí)脫氮工藝，但也有一些新的脫氮理念融入到MBR系統(tǒng)中。建立在傳統(tǒng)硝化和反硝化的兩級(jí)MBR脫氮工藝對(duì)TN的去除率多數(shù)為60%~80%。間歇曝氣MBR脫氮工藝對(duì)TN的去除率大于80%，說(shuō)明改進(jìn)型脫氮工藝的效果更好。某些單一的好氧硝化過(guò)程同時(shí)可實(shí)現(xiàn)反硝化作用，對(duì)TN的去除率為46%~60%，說(shuō)明MBR工藝具有一定程度同時(shí)硝化反硝化作用。各種處理系統(tǒng)中氮的負(fù)荷都比較低。