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污水处理膜生物反应技术

2022/4/21 9:58:45 / 作者:水处理设备公司厂家 / 来源:山艺环保

1、膜生物反应技术的基本原理及技术分类

  目前,在污水治理领域,常用的技术模式包括物理处理法、化学处理法和生物降解法,其中膜生物反应技术(MBR)属于生物处理法的一种应用,是运用膜技术生物降解法结合而成的新兴技术,具有较为高效的净化效率和优秀的出水水质,在环境工程污水治理领域得到了广泛的应用,即拥有生物降解法对有机物的分离能力,又可以像超滤技术那样对分子质量较小的杂质进行过滤,在综合净化方面具有明显的优势。一般情况下,膜生物反应技术主要有分离、曝气及萃取3种生物反应器,本文主要讨论的应用较为成熟的是膜分离生物反应器技术。此外,由于生物反应技术会依据水质含氧量投放不同的有机生物膜,包括好氧型和厌氧型膜生物反应器;若根据反应器结构模式划分,则分为多单元膜生物反应器和一体式膜生物反应器。

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  2、膜生物反应技术工艺的优劣势

  2.1 膜生物反应技术的优势

  膜生物反应技术通过将膜分离技术和生物处理技术的有机结合实现了污水的深度净化,因此,也吸收了2种污水治理技术的优点,在环境工程应用中占有一定的优势:

  (1)膜生物反应技术能够显著降低污泥产量,运用膜分离单元对杂质及有机物的隔离作用,将污泥限制在反应器内部,由于池内的环境不利于有机物的繁殖,反应器内的污泥缺乏生成所必要的氧气等营养物质,使污泥的产量大幅降低,以实现低排甚至污泥零排放的目的,也是膜生物反应技术在环境工程污水净化应用中的主要优势。

  (2)膜生物反应器的分离质量和效率都非常高,在反应器结构设计中,由于生成污泥量较小,不设置过滤和沉淀单元,减少了污水处理的设备占用空间,使结构成本和运营成本显著降低,具有较高的性价比,且不存在污染沉降的一系列复杂问题,提升了污水净化效率。反应器内通过加压的方式使废水渗透生物反应膜,将杂质和无机物隔绝在外,以达到将废水和微生物分离的效果,提高了污水处理质量。

  (3)该技术可保持反应器内较高的活性生污泥浓度,从而使单位时间内的降解分离量即有机负荷提高,加速生物处理效率,反应器内的活性污泥浓度可以达到8000m/L以上,使反应系统内微生物的更新时间延长,污泥龄大于10d,保障了有机废水的出水质量。

  2.2 膜生物反应技术的劣势

  尽管膜生物反应技术具有高效、高质、成本低、结构简单的优势,但在应用过程中也暴露出一些问题。首先由于生物膜本身是由有机物组成,在污水渗透过程中吸附和过滤掉的杂质更多,一些分子结构较小的物质会堵塞住渗透孔,使生物膜在投入一段时间后的出水效率降低,从而影响出水质量;此外,经常更换反应器会增加污水处理过程中的维护费用,使其丧失性价比的优势,这也是业内亟待解决的课题。在膜生物反应技术的应用过程中,环境工程单位应当加强这方面的技术研究,改进膜生物反应器的弊端,使其更好地为污水净化工作提供服务。

  3、环境工程污水治理中膜生物反应技术的应用

  3.1 动态内循环反应技术

  动态内循环反应技术是在膜生物反应技术的基础上进行优化,形成了动态式内循环反应器(DMBR),其技术原理是运用有机过滤生成的动态膜来模拟超滤膜的过滤方式,由于使用大孔径的滤膜材料,使该反应器的制造成本非常低廉,值得普及和推广。依据实验室数据,动态内循环反应器的净化准备周期只有20min,滤饼层就可发挥作用,对COD、氨氮、TN、仰的滤除效果都比较出色,其中对cOD的去除率约为95%,由于该反应器采用的内循环动态模式使结构的内流性更好,混合液混合较为均匀,要显著优于分离生物反应器的进化效果(约为88%);对氨氮平均去除率约为98.25%,较曝气反应器高7,6%;在总氮去除方面,由于动态生物膜的分离作用,在反硝化方面处理效果较好,TN去除率达到51.25%,比普通膜生物分离器的32%去除率高出近20%;在总磷处理方面,TP去除率约为86.8%,比常规净化效率高出—倍以上。

  3.2 EGSB—MBR重组技术

  膨胀颗粒污泥床(EGSB)是第三代的厌氧反应器,在第二代上流式厌氧反应器的基础上加设了出水回流系统,在有机物渗透方面加强了反应器内液的融合,使有机质与微生物的接触更为均匀、紧密,加快了生化反应速度,从而提高了生物降解效率。而EGSB与膜生物处理技术的结合可以使2种应用的优点集中在一起,并且互补两者的劣势。例如,膜生物反应技术在使用一段时间后会出现吸附杂质过多导致的通水量下降和水质变化,EGSB反应器对氨氮类物质的净化能力及悬浮物的沉积能力较弱,通过EGSB—MBR重组技术对二者的优缺点进行互补整合,从而提高净化系统整体运行的稳定性。

  3.3 曝气滤池技术

  曝气滤池技术是膜生物反应技术的一种技术分类,目前在实际应用中主要是配合分离反应器的工作,运用气浮工艺,在曝气生物反应池内投放胶体和专用洗涤剂等制品进行絮凝法处理,运用废水的化学特性对其进行中和及沉淀处理,使污水整体的污染物与水分离开,达到基本净化的效果。目前,业内正在尝试将曝气反应器与其他膜生物反应技术进行结合性的技术改造,以优化生物膜降解过程中出现的吸附有毒物质过多和处理效率受时间影响降低等问题,以调节反应器的使用寿命和出水质量。

  4、结语

  本文简述了膜生物反应技术的基本原理及分类,并对该技术的优劣势进行分析,得出膜生物反应技术具有较高的分离效率降解能力,但同样有反应器使用周期短、处理效率受水质影响较大的问题。目前,EGSB—MBR重组技术、内循环生物反应技术是较为常用的污水处理应用,且正在逐步增强复杂水质下的处理能力并延长膜反应器的使用寿命,使该技术在污水治理领域得到更好的应用。望本文研究内容得到相关企业单位的关注,为更好地推动污水处理技术的发展提供建设性意见。


 

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