MBR膜生物反應器一體化設備

如何進行水處理？

衡美水處理為您介紹一種經久耐用、性能卓越的水處理設備——MBR膜生物反應器一體化設備。

MBR膜生物反應器一體化設備是膜分離技術與生物技術有機結合的新型水處理技術，它利用膜分離設備將生化反應池中的活性汙泥和大分子有機物截留住，省掉二沉池。膜-生物反應器工藝通過膜的分離技術大大強化了生物反應器的功能，使活性汙泥濃度大大提高，其水力停留時間(HRT)和汙泥停留時間(SRT)可以分別控製。

一、MBR膜生物反應器概述

膜生物反應器(MBR)技術是膜分離技術與生物技術有機結合的新型水處理技術，它利用膜分離設備將生化反應池中的活性汙泥和大分子有機物截留住，省掉二沉池。膜-生物反應器工藝通過膜的分離技術大大強化了生物反應器的功能，使活性汙泥濃度大大提高，其水力停留時間(HRT)和汙泥停留時間(SRT)可以分別控製。

二、MBR膜生物反應器的特點

1、對汙染物的去除率高，抗汙泥膨脹能力強，出水水質穩定可靠，出水中沒有懸浮物；

2、膜生物反應器實現了反應器汙泥齡STR和水力停留時間HRT的分別控製，因而其設計和操作大大簡化；

3、膜的機械截留作用避免了微生物的流失，生物反應器內可保持高的汙泥濃度，從而能提高體積負荷，降低汙泥負荷，具有極強的抗衝擊能力；

4、由於SRT很長，生物反應器又起到了“汙泥硝化池”的作用，從而顯著減少汙泥產量，剩餘汙泥產量低，汙泥處理費用低；

5、由於膜的截流作用使SRT延長，營造了有利於增殖緩慢的微生物。如硝化細菌生長的環境，可以提高係統的硝化能力，同時有利於提高難降解大分子有機物的處理效率和促使其徹底的分解；

6、MBR曝氣池的活性汙泥不會隨出水流失，在運行過程中，活性汙泥會因進入有機物濃度的變化而變化，並達到一種動態平衡，這使係統出水穩定並有耐衝擊負荷的特點；

7、較大的水力循環導致了汙水的均勻混合，因而使活性汙泥有很好的分散性，大大提高活性汙泥的比表麵積。MBR係統中活性汙泥的高度分散是提高水處理的效果的又一個原因。這是普通生化法水處理技術形成較大的菌 膠團所難以相比的；

8、膜生物反應器易於一體化，易於實現自動控製，操作管理方便；

9、MBR工藝省略了二沉池，減少占地麵積。

三、膜生物反應器在處理氮肥廢水中的應用

膜生物反應器是由膜分離和生物處理結合而成的一種新型、高效汙水處理技術。工業含氮廢水其脫氮機理包括硝化作用和反硝化作用兩個基本過程。硝化作用是指由氨氮轉化為硝態氮的過程，該過程主要依靠亞硝化細菌和硝化細菌兩類好氧自養菌來完成。

mbr膜技術首先通過活性汙泥來去除水中可生物降解的有機汙染物，然後采用膜組件強製截留生物反應器中的活性汙泥以及絕大多數的懸浮物，實現淨化後水和活性汙泥固液分離，由此強化了生化反應，提高了汙水處理效果和出水水質。

MBR處理工藝對氮肥行業廢水中COD處理效果明顯，其生化菌種養生馴化階段較短，從第3天即顯現穩定的效果；穩定處理階段、正常運行階段均能保持較高的COD去除率，去除率基本在90%以上；出口COD平均控製在30mg/L以下。

四、膜生物反應器的優越性

1、處理效率高，出水可直接回用。由於中空纖維膜對生化反應器的混合液具有高效的分離作用，可徹底將汙泥與出水進行分離，故可使出水的SS及濁度接近於零。同時由於活性汙泥的損失幾乎為零，使得生化反應器中的活性汙泥濃度可比傳統工藝高出2~6倍左右，大大提高了脫氮能力。

2、係統運行穩定、流程簡單、設備少、占地麵積小。由於MBR技術的活性汙泥濃度高，因此裝置的容積負荷大；對進水波動的抗衝擊性能好，運行穩定。此工藝除了可大大縮小生化反應器—曝氣池的體積，使設備和構築物小型化以外，甚至可以省去初沉池，也不需要二沉池，就使得係統占地麵積減少。

3、汙泥齡長，剩餘汙泥量少。當汙泥濃度高，而進水負荷低的情況下，係統中營養與微生物比率(F/M)低，汙泥齡變長。當F/M維持某個低值時，活性汙泥的增長接近為零，這就降低了對剩餘汙泥的處理費用。

4、操作管理方便，易於實現自動控製。由於膜分離可使活性汙泥完全截留在生物反應器中，使得生物反應器中的水力停留時間(HRT)和汙泥停留時間(SRT)是完全分開的，故可靈活、穩定地加以控製；同時，非常易於實現自動控製，提高了汙水處理的自動化水平。

五、膜生物反應器的優越性  

1、對汙染物的去除率高，抗汙泥膨脹能力強，出水水質穩定可靠，出水中沒有懸浮物；  

2、膜生物反應器實現了反應器汙泥齡STR和水力停留時間HRT的分別控製，因而其設計和操作大大簡化；  

3、膜的機械截留作用避免了微生物的流失，生物反應器內可保持高的汙泥濃度，從而能提高體積負荷，降低汙泥負荷，具有極強的抗衝擊能力；   

4、由於SRT很長，生物反應器又起到了“汙泥硝化池”的作用，從而顯著減少汙泥產量，剩餘汙泥產量低，汙泥處理費用低；   

5、由於膜的截流作用使SRT延長，營造了有利於增殖緩慢的微生物。如硝化細菌生長的環境，可以提高係統的硝化能力，同時有利於提高難降解大分子有機物的處理效率和促使其徹底的分解；  

6、MBR曝氣池的活性汙泥不不會隨出水流失，在運行過程中，活性汙泥會因進入有機物濃度的變化而變化，並達到一種動態平衡，這使係統出水穩定並有耐衝擊負荷的特點；  

7、較大的水力循環導致了汙水的均勻混合，因而使活性汙泥有很好的分散性，大大提高活性汙泥的比表麵積。MBR係統中活性汙泥的高度分散是提高水處理的效果的又一個原因。這是普通生化法水處理技術形成較大的菌膠團所難以相比的；  

8、膜生物反應器易於一體化，易於實現自動控製，操作管理方便；  

9、MBR工藝省略了二沉池，減少占地麵積。

六、MBR的基本分類

分置式MBR是指膜組件與生物反應器分開設置，在分置式MBR中，生物反應器的混合液由泵增壓後進入膜組件，在壓力作用下膜過濾液成為係統處理出水，活性汙泥、大分子物質等則被膜截留，並回流到生物反應器內。分置式MBR采用的膜組件形式一般為平板式和管式。       

分置式MBR通過料液循環錯流運行，其特點是：運行穩定可靠，操作管理容易，易於膜的清洗、更換及增設。但為了減少汙染物在膜麵的沉積，由循環泵提供的料液流速很高，為此動力消耗較高。         一體式MBR是指膜組件安置在生物反應器內部。根據生物處理工藝的要求，可分為兩種組成形式：第一種有兩個生物反應器，其中一個為硝化池，另一個為反硝化池。膜組件浸沒於硝化反應器中，兩池之間通過泵來更新要過濾的混合液。       

一體式MBR利用曝氣時氣液向上的剪切力來實現膜麵的錯流效果，也有采用在一體式膜組件附近進行葉輪攪拌和膜組件自身的旋轉（如轉盤式膜組件）來實現膜麵錯流效應。與分置式相比，一體式的最大特點是運行能耗低。一些學者認為，一體式在運行穩定性、操作管理方麵和清洗更換上不及分置式。

膜技術與處理汙水的生物反應器結合起來的工藝已經發展成為了三種類型的膜生物反應器：用於固體的分離與截留（膜分離生物反應器）、用於在反應器中進行無泡曝氣（膜——曝氣生物反應器）和從工業汙水中萃取優先汙染物（萃取膜生物反應器）。

 一體式MBR是指膜組件安置在生物反應器內部。根據生物處理工藝的要求，可分為兩種組成形式：第一種有兩個生物反應器，其中一個為硝化池，另一個為反硝化池。膜組件浸沒於硝化反應器中，兩池之間通過泵來更新要過濾的混合液。       

一體式MBR利用曝氣時氣液向上的剪切力來實現膜麵的錯流效果，也有采用在一體式膜組件附近進行葉輪攪拌和膜組件自身的旋轉（如轉盤式膜組件）來實現膜麵錯流效應。與分置式相比，一體式的最大特點是運行能耗低。一些學者認為，一體式在運行穩定性、操作管理方麵和清洗更換上不及分置式。

 膜——曝氣生物反應器（Membrane Aeration Bioreactor，MABR）無泡曝氣MBR最早見於Cote.P等於1988年的報道。它采用透氣性致密膜（如矽橡膠膜）或微孔膜（如疏水性聚合膜），以板式或中空纖維式組件，在保持氣體分壓低於泡點（Bubble Point）的情況下，可實現向生物反應器的無泡曝氣。由於傳遞的氣體含在膜係統中，因此提高了接觸時間，極大的提高了傳氧效率。桐油由於氣液兩相被膜分開，有利於曝氣工藝的更好控製，有效的將曝氣和混合功能分開。因為供氧麵積一定，所以該工藝不受傳統曝氣係統由氣泡大小及其停留時間等因素的影響。此後，英國的Keith Brndle等對此進行了更多的研究，如在序批式生物膜法中采用螺旋矽橡膠管進行無泡曝氣，取得了高效曝氣效果。

萃取膜生物反應器（Extractive Membrane Bioreactor，EMBR）萃取MBR是結合膜萃取和生物降解，利用膜將有毒工業廢水中有毒的、溶解性差的優先汙染物從廢水中萃取出來，然後用專性菌對其進行單獨的生化降解，從而使專性菌不受廢水中離子強度和PH值的影響，生物反應器的功能得到優化。目前膜曝氣生物反應器和萃取膜生物反應器和萃取膜生物反應器還處在實驗室階段，尚無實際的工程應用。

 膜分離生物反應器（Biomass Separation Membrane Bioreactor，BSMBR，簡稱MBR）膜分離生物反應器中的膜組件相當於傳統生物處理係統中的二沉池，利用膜組件進行固液分離，截流的汙泥回流至生物反應器中，透過水外排。目前，分離膜生物反應器已經廣泛應用於實際工程中。

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