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MBR知識點一

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膜生物反應器(MBR)經典技術路線

 

 

浸沒式膜生物反應器(MBR)的最早研究可以追溯到上世紀60年代末期的美國。1969年Smith等報道采用超濾膜來替代傳統活性污泥工藝中的二沉池,用于處理城市污水。70年代末期,日本由于污水再生利用的需要,膜生物反應器(MBR)的研究工作有了較快的進展。自1983年到1987年日本有13家公司使用好氧膜生物反應器(MBR)處理大樓污水,處理水作為中水回用。從80年代后期到90年代初,Zenon公司繼續Dorr-Oliver公司的早期研究,以開發用于處理工業廢水的系統并獲得了成功。Zenon公司的商業化產品,ZenoGem于1982年投入使用。

我國對浸沒式膜生物反應器(MBR)的研究始于上世紀90年代初。最早開始研究的有清華大學、中科院生態環境中心、天津大學、同濟大學等。近年,由于該項技術所具有的巨大吸引力和潛在的應用前景,受到了更多研究者的青睞。

 

 

浸沒式膜生物反應器(MBR)作為目前污水生化處理的核心技術,起到保障出水水質的末端工藝,其核心膜組件型式多種,但從技術原理來講,萬變不離其中,今天小編就帶你系統了解下其原理是怎么回事,讓你對各種膜組件、配置有一個系統認識。

 

⑴ 浸沒式膜生物反應器原理

浸沒式膜生物反應器(MBR)是膜分離技術和生物技術的有機結合。用超濾或微濾膜分離技術取代傳統的活性污泥法的二沉池和常規過濾單元,使水力停留時間(HRT)和泥齡(STR)完全分離。其高效的固液分離能力使出水水質良好,懸浮物和濁度接近于零,并可截留大腸桿菌等生物性污染物,處理后出水可直接回用,出水水質要明顯優于傳統污水處理工藝,是一種高效、經濟的污水資源化技術。

 

 

膜分離原理

 

 

工藝比較

2.膜分離單元的特點

浸沒式膜生物反應器(MBR)中膜分離單元-濾膜的選擇基于三點:
  1. 可分離活性污泥;
  2. 運行成本降低;
  3. 抗污染能力好。
 
通過對國內外膜生物反應器技術的研究,目前國內外使用的膜生物反應器大部分濾膜孔徑基本集中在0.05-0.4μm之間,基本介于超濾、微濾膜臨界點附近。在如上孔徑范圍基本上實現了對活性污泥的有效截留,同時保障其運行能耗降低。再大或者再小的空間將不太適應于膜生物反應器技術。
 
微濾、超濾、納濾及反滲透過濾功能見如下表:

 

2.1 微濾膜(MF)

截留顆粒直徑0.1 到數微米之間。微濾膜允許大分子和溶解性固體(無機鹽)等通過,但會截留懸浮物、細菌及大分子量膠體等物質。微濾操作壓力一般在0.01~0.2MPa之間。

2.2 超濾膜(UF)

截留顆粒直徑0.002~0.1μm 之間。超濾允許小分子物質和溶解性固體(無機鹽)等通過,同時截留下膠體、蛋白質、微生物及大分子有機物,用于表示超濾膜孔徑大小的切割分子量一般在1,000~500,000 之間。超濾操作壓力一般在0.05~0.6MPa 之間。

2.2 膜組件型式

2.2.1中空纖維膜原理及型式

篩分過程,浸沒式膜生物反應器(MBR)操作壓力一般在0-70kPa,混合液在靜壓差或自吸泵的作用下,透過纖維素或高分子材料制成的微孔濾膜,利用其均一孔徑,來截留水中的微粒、細菌等,使其不能通過濾膜而被去除。

 

 

(1)中空纖維膜元件型式

 

 

(2)中空纖維膜膜組件型式

 

 

橫向簾式中空纖維膜組件

 

 

豎向簾式中空纖維膜組件

 

 

豎直雙向中空纖維膜組件

 

 

豎直單向中空纖維膜組件

2.2.2平板膜原理和形式

篩分過程,膜生物反應器(MBR)操作壓力0-35KPa,混合液在靜壓差或自吸泵的作用下,透過纖維素或高分子材料制成的微孔濾膜,利用其均一孔徑,來截留水中的微粒、細菌等,使其不能通過濾膜而被去除。

(1)平板膜元件型式

 

單片式平板膜單元

 

雙疊式平板膜單元

 

薄片式平板膜單元

(2)平板膜組件形式

 

單片式平板膜組件

 

雙疊式平板膜組件

 

薄片式平板膜組件

 

3.膜生物反應器工藝路線

3.1中空纖維膜-膜生物反應器工藝路線

 

 

3.2平板膜-膜生物反應器工藝路線

 

 

4.浸沒式膜生物反應器布置

4.1中空纖維膜組件布置圖

 

 

4.2平板膜組件布置圖

 

 

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