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膜生物反应器(MBR)经典技术路线

 

 

浸没式膜生物反应器(MBR)的最早研究可以追溯到上世纪60年代末期的美国。1969年Smith等报道采用超滤膜来替代传统活性污泥工艺中的二沉池,用于处理城市污水。70年代末期,日本由于污水再生利用的需要,膜生物反应器(MBR)的研究工作有了较快的进展。自1983年到1987年日本有13家公司使用好氧膜生物反应器(MBR)处理大楼污水,处理水作为中水回用。从80年代后期到90年代初,Zenon公司继续Dorr-Oliver公司的早期研究,以开发用于处理工业废水的系统并获得了成功。Zenon公司的商业化产品,ZenoGem于1982年投入使用。

我国对浸没式膜生物反应器(MBR)的研究始于上世纪90年代初。最早开始研究的有清华大学、中科院生态环境中心、天津大学、同济大学等。近年,由于该项技术所具有的巨大吸引力和潜在的应用前景,受到了更多研究者的青睐。

 

 

浸没式膜生物反应器(MBR)作为目前污水生化处理的核心技术,起到保障出水水质的末端工艺,其核心膜组件型式多种,但从技术原理来讲,万变不离其中,今天小编就带你系统了解下其原理是怎么回事,让你对各种膜组件、配置有一个系统认识。

 

⑴ 浸没式膜生物反应器原理

浸没式膜生物反应器(MBR)是膜分离技术和生物技术的有机结合。用超滤或微滤膜分离技术取代传统的活性污泥法的二沉池和常规过滤单元,使水力停留时间(HRT)和泥龄(STR)完全分离。其高效的固液分离能力使出水水质良好,悬浮物和浊度接近于零,并可截留大肠杆菌等生物性污染物,处理后出水可直接回用,出水水质要明显优于传统污水处理工艺,是一种高效、经济的污水资源化技术。

 

 

膜分离原理

 

 

工艺比较

2.膜分离单元的特点

浸没式膜生物反应器(MBR)中膜分离单元-滤膜的选择基于三点:1.可有效的分离活性污泥;2.运行成本最低;3.抗污染能力强。通过对国内外膜生物反应器技术的研究,目前国内外使用的膜生物反应器大部分滤膜孔径基本集中在0.05-0.4μm之间,基本介于超滤、微滤膜临界点附近。在如上孔径范围基本上实现了对活性污泥的有效截留,同时确保其运行能耗最低。再大或者再小的空间将不太适应于膜生物反应器技术。

微滤、超滤、纳滤及反渗透过滤功能见如下表:

 

 

2.1 微滤膜(MF)

截留颗粒直径0.1 到数微米之间。微滤膜允许大分子和溶解性固体(无机盐)等通过,但会截留悬浮物、细菌及大分子量胶体等物质。微滤操作压力一般在0.01~0.2MPa之间。

2.2 超滤膜(UF)

截留颗粒直径0.002~0.1μm 之间。超滤允许小分子物质和溶解性固体(无机盐)等通过,同时截留下胶体、蛋白质、微生物及大分子有机物,用于表示超滤膜孔径大小的切割分子量一般在1,000~500,000 之间。超滤操作压力一般在0.05~0.6MPa 之间。

2.2 膜组件型式

2.2.1中空纤维膜原理及型式

筛分过程,浸没式膜生物反应器(MBR)操作压力一般在0-70kPa,混合液在静压差或自吸泵的作用下,透过纤维素或高分子材料制成的微孔滤膜,利用其均一孔径,来截留水中的微粒、细菌等,使其不能通过滤膜而被去除。

 

 

(1)中空纤维膜元件型式

 

 

(2)中空纤维膜膜组件型式

 

 

横向帘式中空纤维膜组件

 

 

竖向帘式中空纤维膜组件

 

 

竖直双向中空纤维膜组件

 

 

竖直单向中空纤维膜组件

2.2.2平板膜原理和形式

筛分过程,膜生物反应器(MBR)操作压力0-35KPa,混合液在静压差或自吸泵的作用下,透过纤维素或高分子材料制成的微孔滤膜,利用其均一孔径,来截留水中的微粒、细菌等,使其不能通过滤膜而被去除。

(1)平板膜元件型式

 

 

单片式平板膜单元

 

 

双叠式平板膜单元

 

 

薄片式平板膜单元

(2)平板膜组件形式

 

 

单片式平板膜组件

 

 

双叠式平板膜组件

 

 

薄片式平板膜组件

 

3.膜生物反应器工艺路线

3.1中空纤维膜-膜生物反应器工艺路线

 

 

3.2平板膜-膜生物反应器工艺路线

 

 

4.浸没式膜生物反应器布置

4.1中空纤维膜组件布置图

 

 

4.2平板膜组件布置图

 

 

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