应用于垃圾渗滤液处理系统的内置式膜和外置式膜比较

一TECH&CASEl技术与案例应用于垃圾渗滤液处理系统的内置式膜和外置式膜比较文／杜昱岳峥吕国庆李大利孙月驰张亚琳汤萌萌内置式膜和外置式膜普遍应用于各种污水处理工程中，二者的处理效果相似，但能耗相差较大，外置式膜的能耗远远高于内置式膜。对于垃圾渗滤液处理工程，生化处理采用内置式膜生物反应器可以取得良好的效果，与外置式膜相比，占地面积相差不大，工程费用较低，可以节省90％的电耗，对降低渗滤液处理成本具有重要意义，具有很好的发展应用前景。一、概述膜一生物反应器(Mem—brane—Bioreactor，简称MBR)是一种将膜分离技术与传统污水生物处理工艺有机结合的新型高效污水处理与回用工艺，由于用膜组件代替了传统活性污泥工艺中的二沉池，可以进行高效的固液分离，克服了传统工艺中出水水质不够稳定、污泥容易膨胀等不足。由于膜的隔离作用，可使曝气池中达到很高的污泥浓度，56水工业市场2017年第4期这样不仅提高了曝气池抗冲击负荷的能力，提高了曝气池的负荷能力，而且大大减少了所需的曝气池容积。池容积的缩小又相应降低了生化系统的土建投资费用。膜生物反应器通常分为内置式和外置式两种，两种方式各有不同，能耗相差较大。在垃圾渗滤液处理领域，由于渗滤液进水水质浓度高，为满足排放标准的要求，取得好的处理效果，生物池内一般维持较高的污泥浓度，生化处理大多采用外置式MBR处理工艺。虽然外置式MBR工艺能取得良好的处理效果，但也导致运行成本大幅增加。在渗滤液处理技术发展初期阶段，受膜材质等条件的限制，内置式膜只限于在低浓度的生化处理系统中使用，垃圾渗滤液处理系统很少使用内置式膜。近年来，随着一些高科技材料的应用以及生产加工工艺的改进，内置式膜也可以适用于高浓度的生化处理系统，选取合适的膜分离方式，对降低污水处理成本具有重要意义。二、外置式膜生物反应器在外置式膜生物反应器中躲姨⋯⋯[漶承图1外置式膜生物反应器示意图生物反应器与膜厄卡H对独立，通过混合液循环泵使得处理水通过膜组件后外排；其中的生物反应器与膜分离装置之间的卡H互十扰较小。¨前任垃圾渗沥液处理中采刖的外置式膜生化器超滤膜一般均选川错流式管式超滤膜，即循环泵为混合液(污泥)提供一定的流速(3．5—5m／s)，使混合液管式超滤膜中形成紊流状念，避免污泥在膜表面沉积(I冬I1)管式膜材质多采用PVDF(聚偏氟乙烯)，孔径为0．02ram(罔2)。对于垃圾渗滤液处理系统，r进水氨氮及COD浓度很高，为减小牛物池容积，提高处理效率，一般使物池维持较高的污泥浓度，正常运行时通常维持在l0～2C’g／I．左右，最高可达40此处理垃圾渗滤液的MBR系统通常采用外置超滤系统，较少采川t内置式．外置式超滤⋯水ss接近零，能够满后续深度处理水质要求。似r}1丁外置式MBR系统机电设箭较多，致使电耗大幅增』Jn，运行成本提高。三、内置式膜生物反应器在1人】置式MBRl1l，膜组件置于生物反应器I大J部，水进入膜生物反应器后，其巾的大部分污染物被混合液f11的活性污泥分解，再在舟f{吸泵或水头差的作用下m膜过滤j水内置式MBR利用曝气时气液向上的剪切来实现膜表的错流效果，减少对膜的污染。与外置式图2外置式膜组件示意图一、——ji受A培暖g图3内置式膜生化反应器示意图MBR棚比，内置式MBR最大的优点是动力消耗低(见图3)。在I“政污水处理领域应用比较多的是中纤维膜和平板膜，其If1If】空纤维膜材质多采用PP(聚『烯)，孔径为0．08～2．0ram，平板膜材质多采用PV1)F(聚偏氟乙烯)，孑L径为0．03～1Omm无论是中空纤维膜还足平板膜，要求生物池中污泥浓度一般不超过[Og／L，【大J此在高浓度的垃圾渗滤液处理工程中较少应用。在较早的时期，受原材料及加1艺的限制，内置式膜一般只能应川在较低污泥浓度的牛化处理系统中，污泥浓度通常不超过8g／!，而外置式膜可以承受高达40g／L的污泥浓度。近年来，r}1于新材料的应用，使得l}J空纤维膜的应用范更加广泛，如以PTFE(聚四氟乙烯)为材质的中空纤维膜，具有更加良好的性能，其中最大的特点就是叮以适应较高的污泥浓度，使得中空纤维膜在高浓度废水处理领域的应用成为可能(4)。T程实例证明，内置式膜在垃圾渗滤液处理’1程可以取得良好的效果，可大幅度节省能耗、降低运行成本。四、膜生物反应器的比较1．系统组成对内置式和外置式膜进行比较的前提是，生物池内混合液悬浮物浓度相同，因此在膜前端的生物池对二者而言是相同的，只是对膜本身及其相关的配套设施进行比较。内置式系统由膜池、膜组件、抽吸泵、清洗鼓风机及配水】业市场2017年4期57~TECH&CASEI技术与案例套清洗设施组成，清洗鼓风机与曝气鼓风机统一放置在鼓风机房内，抽吸泵可以放置在室外膜池旁，整个系统控制要求低、运行管理简单。外置式系统