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mo-生物反應(yīng)器

更新時(shí)間:2017-11-09      點(diǎn)擊次數(shù):1515

MBR工藝的組成與分類

mo-生物反應(yīng)器主要由mo分離組件及生物反應(yīng)器兩部分組成。通常提到的mo - 生物反應(yīng)器實(shí)際上是三類反應(yīng)器的總稱:  曝氣mo - 生物反應(yīng)器 (Aeration Membrane Bioreactor, AMBR) ;  萃取mo - 生物反應(yīng)器( Extractive Membrane Bioreactor, EMBR );  固液分離型mo - 生物反應(yīng)器( Solid/Liquid Separation Membrane Bioreactor, SLSMBR, 簡(jiǎn)稱 MBR )。

 

mo-生物反應(yīng)器zui早見于 Cote.P 等1988年報(bào)道,采用透氣性致密mo(如硅橡膠mo)或微孔mo(如疏水性聚合mo),以板式或中空纖維式組件,在保持氣體分壓低于泡點(diǎn)( Bubble Point )情況下,可實(shí)現(xiàn)向生物反應(yīng)器的無泡曝氣。該工藝的特點(diǎn)是提高了接觸時(shí)間和傳氧效率,有利于曝氣工藝的控制,不受傳統(tǒng)曝氣中氣泡大小和停留時(shí)間的因素的影響。

萃取mo-生物反應(yīng)器

萃取mo-生物反應(yīng)器 又稱為 EMBR ( Extractive Membrane Bioreactor )。因?yàn)楦咚釅A度或?qū)ι镉卸疚镔|(zhì)的存在,某些工業(yè)廢水不宜采用與微生物直接接觸的方法處理;當(dāng)廢水中含揮發(fā)性有毒物質(zhì)時(shí),若采用傳統(tǒng)的好氧生物處理過程,污染物容易隨曝氣氣流揮發(fā),發(fā)生氣提現(xiàn)象,不僅處理效果很不穩(wěn)定,還會(huì)造成大氣污染。為了解決這些技術(shù)難題,英國(guó)學(xué)者 Livingston 研究開發(fā)了 EMB 。



        廢水與活性污泥被mo隔開來,廢水在mo內(nèi)流動(dòng),而含某種專性細(xì)菌的活性污泥在mo外流動(dòng),廢水與微生物不直接接觸,有機(jī)污染物可以選擇性透過mo被另一側(cè)的微生物降解。由于萃取mo兩側(cè)的生物反應(yīng)器單元和廢水循環(huán)單元是各自獨(dú)立,各單元水流相互影響不大,生物反應(yīng)器中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和微生物生存條件不受廢水水質(zhì)的影響,使水處理效果穩(wěn)定。系統(tǒng)的運(yùn)行條件如 HRT 和 SRT 可分別控制在*的范圍,維持zui大的污染物降解速率。

固液分離型mo-生物反應(yīng)器

固液分離型mo-生物反應(yīng)器是在水處理領(lǐng)域中研究得深入的一類mo-生物反應(yīng)器,是一種用mo分離過程取代傳統(tǒng)活性污泥法中二次沉淀池的水處理技術(shù)。

        在傳統(tǒng)的廢水生物處理技術(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1.5~3.5g/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。針對(duì)上述問題, MBR 將分離工程中的mo分離技術(shù)與傳統(tǒng)廢水生物處理技術(shù)有機(jī)結(jié)合,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菌 ( 特別是優(yōu)勢(shì)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。 

        根據(jù)mo組件和生物反應(yīng)器的組合方式,又可將mo - 生物反應(yīng)器 分為分置式、一體式以及復(fù)合式三種基本類型。以下討論的均為固液分離型mo - 生物反應(yīng)器。

分置式mo-生物反應(yīng)器

分置式mo-生物反應(yīng)器把mo組件和生物反應(yīng)器分開設(shè)置,如圖所示。生物反應(yīng)器中的混合液經(jīng)循環(huán)泵增壓后打至mo組件的過濾端,在壓力作用下混合液中的液體透過mo,成為系統(tǒng)處理水;固形物、大分子物質(zhì)等則被mo截留,隨濃縮液回流到生物反應(yīng)器內(nèi)。

分置式mo - 生物反應(yīng)器的特點(diǎn)是運(yùn)行穩(wěn)定可靠,易于mo的清洗、更換及增設(shè);而且mo通量普遍較大。但一般條件下為減少污染物在mo表面的沉積,延長(zhǎng)mo的清洗周期,需要用循環(huán)泵提供較高的mo面錯(cuò)流流速,水流循環(huán)量大、動(dòng)力費(fèi)用高 (Yamamoto, 1989) ,并且泵的高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的剪切力會(huì)使某些微生物菌體產(chǎn)生失活現(xiàn)象 ( Brockmann and Seyfried, 1997 ) 。

一體式mo-生物反應(yīng)器

一體式mo-生物反應(yīng)器是把mo組件置于生物反應(yīng)器內(nèi)部,如圖所示。進(jìn)水進(jìn)入mo-生物反應(yīng)器,其中的大部分污染物被混合液中的活性污泥去除,再在外壓作用下由mo過濾出水。這種形式的mo-生物反應(yīng)器由于省去了混合液循環(huán)系統(tǒng),并且靠抽吸出水,能耗相對(duì)較低;占地較分置式更為緊湊,近年來在水處理領(lǐng)域受到了特別關(guān)注。但是一般mo通量相對(duì)較低,容易發(fā)生mo污染,mo污染后不容易清洗和更換。

復(fù)合式mo-生物反應(yīng)器

復(fù)合式mo-生物反應(yīng)器在形式上也屬于一體式mo-生物反應(yīng)器,所不同的是在生物反應(yīng)器內(nèi)加裝填料,從而形成復(fù)合式mo-生物反應(yīng)器,改變了反應(yīng)器的某些性狀,如圖所示:

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