《D膜生物反应器》PPT课件.ppt

1 2456 3 膜 生 物 反 应 器 (英 文 名 称 为 Membrane Bioreactor， 缩 写为 MBR)MBR将 生 物 反 应 器 和 膜 分 离 过 程 相 结 合 的 一 种 新 型 工 艺 ，其 最 大 的 特 点 就 是 采 用 膜 组 件 代 替 传 统 生 物 处 理 中 的 二沉 池 污 水 中 的 污 染 物 首 先 在 生 物 反 应 器 中 进 行 生 物 降解 ， 同 时 生 物 反 应 器 内 的 混 合 液 在 膜 两 侧 压 力 差 的 作 用下 ， 水 和 小 于 膜 孔 径 的 小 分 子 溶 质 透 过 膜 ， 即 为 处 理 后出 水 微 生 物 及 大 分 子 溶 质 被 膜 截 留 ， 从 而 替 代 沉 淀 池完 成 其 与 处 理 出 水 的 分 离 过 程 在 MBR中 ， 降 解 时 间 较 长 的 可 溶 性 大 分 子 化 合 物 可 以 被 膜 截 留下 来 并 与 污 泥 一 起 返 回 到 生 物 反 应 器 中 ， 使 这 些 化 合 物 在 生 物反 应 器 中 的 停 留 时 间 变 长 ， 从 而 有 利 于 微 生 物 对 这 些 化 合 物 的降 解 ； 同 时 较 长 的 SRT可 以 使 世 代 时 间 较 长 的 硝 化 细 菌 能 够 在生 物 反 应 器 中 积 累 ， 提 高 了 硝 化 效 果 。

因 此 MBR出 水 有 机 物 含量 较 低 ， 且 总 氮 和 总 磷 的 含 量 也 远 远 低 于 传 统 活 性 污 泥 法 同时 ， 由 于 膜 单 元 采 用 微 滤 膜 或 超 滤 膜 ， 因 而 不 仅 对 水 中 悬 浮 物截 留 率 高 ， 而 且 可 以 去 除 细 菌 MBR特 点 ： 2、 工 艺 参 数 易 于 控 制在 MBR中 ， 用 膜 组 件 代 替 二 沉 池 ， 可 以 同 时 实 现 较 短 的 HRT和很 长 的 SRT 同 时 ， MBR中 由 于 膜 对 污 泥 的 截 留 ， 可 以 在 很 大程 度 上 消 除 污 泥 膨 胀 现 象 3、 耐 冲 击 负 荷 MBR中 生 物 反 应 器 中 的 微 生 物 浓 度 比 普 通 生 物 反 应 器 高 得 多 ，装 置 处 理 容 积 负 荷 大 ， 同 时 当 进 水 中 有 机 物 浓 度 变 化 较 大 时 ，有 机 负 荷 率 (单 位 质 量 的 微 生 物 在 单 位 时 间 内 承 受 的 有 机 物 质 量 )变 化 不 大 ， 系 统 去 除 有 机 物 的 效 果 变 化 不 大MBR特 点 ： 4、 污 泥 产 生 量 少生 物 反 应 器 中 的 污 泥 浓 度 很 高 ， 因 此 污 泥 负 荷 F/M较 低 ， 污 泥产 量 很 低 。

5、 易 于 自 动 控 制MBR系 统 结 构 简 单 ， 运 行 灵 活 稳 定 ， 容 易 操 作 和 实 现 自 动 化 但 MBR也 存 在 缺 点 ： 由 于 存 在 膜 污 染 ， 需 要 定 期 反 冲 洗 和 化 学 清洗 ； 膜 需 要 定 期 更 换 ； 能 耗 较 一 般 生 化 处 理 方 法 要 高 MBR特 点 ： 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 ， 一 般 为 6 8Kwh/m 3 (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 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/m2h MBR处 理 系 统 实 景 照 片 MBR处 理 系 统 实 景 照 片 MBR系 统 中 所 用 的 膜 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 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 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 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 对 MBR和 传 统 生 物 处 理 方 法 （ 以 生 物 接 触 氧 化 为 例 ） 进 行 技术 经 济 比 较 ：1、 锋 尚 国 际 公 寓 中 水 处 理 工 程 ： 原 水 为 洗 浴 废 水 ， 水 量240m3/d， 采 用 一 体 式 MBR工 艺 ， 采 用 日 本 三 菱 公 司 生 产 的中 空 纤 维 膜 ， 要 求 处 理 出 水 达 到 回 用 标 准 2、 阳 光 100国 际 公 寓 中 水 处 理 工 程 ： 原 水 为 洗 浴 废 水 ， 水 量240m 3/d， 采 用 碧 水 源 公 司 生 产 的 pwbx-240一 体 式 中 水 接 触氧 化 设 备 一 套 ， 要 求 处 理 出 水 达 到 回 用 标 准 锋 尚 国 际 公 寓 膜 生 物 反 应 器 出 水 水 质 明 显 优 质 稳 定 ， 平 均 出 水COD为 17.25mg/l, 平 均 去 除 率 91 虽 然 原 水 COD变 化 较 大 ， 出 水 水质 均 能 保 持 在 45mg/l以 下 阳 光 100生 物 接 触 氧 化 工 艺 出 水 虽 然 也 能 满足 中 水 标 准 ， 但 平 均 出 水 COD较 高 ， 为 36mg/l， 平 均 COD去 除 率 75并 且 变 化 较 大 ， 出 水 明 显 受 原 水 水 质 状 况 的 影 响 。

LAS是 洗 浴 废 水 中 主 要 的 污 染 成 分 ， 对 LAS去 除 的 效 果 是 中 水 处 理工 艺 优 劣 的 重 要 指 标 从 监 测 结 果 看 ， 锋 尚 国 际 公 寓 膜 生 物 反 应 器 出水 LAS始 终 低 与 0.25mg/l， 平 均 0.16mg/l， 平 均 去 除 率 97.5%， 远 优 于阳 光 100的 接 触 氧 化 工 艺 （ 平 均 出 水 LAS 0.9mg/l） 膜 生 物 反 应 器 对 氨 氮 有 很 好 的 去 除 效 果 ， 出 水 平 均 氨 氮 为 0.75mg/L，去 除 率 达 95 ， 接 触 氧 化 法 工 艺 氨 氮 去 除 效 果 较 差 ， 出 水 氨 氮 平 均5.75mg/l， 去 除 率 44 由 于 膜 分 离 对 硝 化 细 菌 的 高 效 截 留 作 用 ， 生物 反 应 器 内 可 以 维 持 高 浓 度 的 硝 化 细 菌 ， 因 此 可 以 获 得 非 常 高 的 硝 化效 果 ， 氨 氮 去 除 率 可 以 达 到 95%以 上 膜 生 物 反 应 器 投 资 明 显 高 于 生 物 接 触 氧 化 工 艺 ， 吨 水 投 资 约 高 出 16 以 上 ， 主 要 是 设 备 投 资 明 显 增 大 ， 前 者 要 比 后 者 设 备 投 资 高 出 40 。

但 从 设 备 占 地 面 积 看 ， 前 者 只 有 后 者 的 一 半 如 果 将 占 地 所 产 生 的 成本 折 算 ， 应 可 抵 消 膜 生 物 反 应 器 的 设 备 投 资 增 加 部 分 ， 因 此 从 投 资 经济 性 来 看 ， 两 种 工 艺 应 基 本 相 当 大 连 香 格 里 拉 大 饭 店 中 水 回 用 工 程 运 行 费 用 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 生活污水 针 对 生 活 污 水 的 推 荐 工 艺 流 程 工业废水 针 对 工 业 废 水 有 机 物 去 除 为 主 的 推 荐 工 艺 流 程 工业废水 针 对 工 业 废 水 氨 氮 去 除 为 主 的 推 荐 工 艺 流 程 （ 1）（ 2） 空气 1、 北 小 河 再 生 水 厂 （ 6万 吨 /日 ）曝 气 池 膜 处 理 车 间 原 水 出 水 晶 莹 剔 透 ， 杂 质 比 自 来 水 还 少 1、 北 小 河 再 生 水 厂 （ 6万 吨 /日 ） 2、 密 云 再 生 水 厂 （ 4.5万 吨 /日 ）MBR反 应 器 出 水 水 质 3、 中 关 村 科 技 园 区 软 件 园 培 训 中 心 污 水 处 理 工 程 4、 沈 阳 统 一 集 团 食 品 废 水 处 理 5、 金 威 啤 酒 有 限 公 司 污 水 处 理 厂 6、 石 化 污 水 处 理 中 石 化 洛 阳 分 公 司 PTA污 水 处 理 与 回 用 工 程 ， 5000吨 /日中 石 化 巴 陵 分 公 司 己 内 酰 胺 污 水 处 理 项 ， 7200吨 /日 7、 天 津 富 强 集 团 公 司 污 水 处 理 工 程 染 料 废 水 有 机 物 组 分 复 杂 、 浓 度 高 、 难 降 解 物 质 多 、 色 度 高 和 毒 性 大 ， 采用 传 统 处 理 方 法 ， 效 果 不 理 想 。

常 用 染 料 主 要 以 芳 烃 和 杂 环 化 合 物 为 母 体 ，并 带 有 显 色 基 团 及 极 性 基 团 ， 染 料 结 构 日 趋 复 杂 ， 染 色 性 能 固 然 越 来 越 稳 定 ，但 给 印 染 废 水 的 处 理 带 来 了 更 大 的 困 难 ， 尤 其 是 带 有 乙 烯 砜 基 的 活 性 染 料 更是 生 物 难 降 解 染 料 膜 生 物 反 应 器 作 为 一 种 高 效 水 处 理 技 术 ， 在 难 降 解 废 水 处 理 方 面 体 现 出 了相 当 的 优 越 性 在 印 染 废 水 处 理 领 域 具 有 重 要 的 研 究 和 应 用 价 值 天 津 富 强 集 团 公 司 印 染 废 水 处 理 工 程 5000吨 /日吨 水 运 行 费 用 为 1.41元 /吨 8、 河 南 华 兰 生 物 工 程 有 限 公 司 制 药 废 水 MBR处 理 工 程 9、 御 桥 垃 圾 焚 烧 厂 渗 滤 液 处 理 厂日 处 理 渗 滤 液 300吨 采 用 MBR 碟 管 式 反 渗 透 的 工 艺 10、 其 它 我 国 人 均 水 资 源 拥 有 量 仅 为 2250m3/人 .年 ， 不 足 世 界平 均 水 平 的 1 4。

在 我 国 600多 个 城 市 中 ， 有 300余 座城 市 缺 水 华 北 地 区 人 均 水 资 源 低 于 全 国 人 均 水 平 的 1 5， 这 一 地 区 的 所 有 城 市 几 乎 都 面 临 缺 水 问 题 膜 生物 反 应 器 技 术 以 其 优 质 的 出 水 水 质 被 认 为 是 具 有 较 好经 济 、 社 会 和 环 境 效 益 的 节 水 技 术 而 倍 受 关 注 尽 管还 存 在 较 高 的 运 行 费 用 问 题 ， 但 随 着 膜 制 造 技 术 的 进步 ， 膜 质 量 的 提 高 和 膜 制 造 成 本 的 降 低 ， MBR的 投 资 也会 随 之 降 低 另 一 方 面 ， 各 种 新 型 膜 生 物 反 应 器 的 开 发 也 使 其 运 行费 用 大 大 降 低 ， 如 在 低 压 下 运 行 的 重 力 淹 没 式 MBR、厌 氧 MBR等 与 传 统 的 好 氧 加 压 膜 生 物 反 应 器 相 比 ， 其运 行 费 用 大 幅 度 下 降 因 此 ， 从 长 远 的 观 点 来 看 ， 膜生 物 反 应 器 在 水 处 理 中 应 用 范 围 必 将 越 来 越 广 。

在 水环 境 标 准 日 益 严 格 的 今 天 ， MBR已 显 示 出 其 巨 大 的 发展 潜 力 ， 将 是 新 世 纪 替 代 传 统 废 水 处 理 技 术 的 有 力 竞争 者 谢 谢 ! 。