MBR处理废水技术_左利峰

MBR处理废水技术左利峰1,郝二成2,吕荣强1(1.煤炭工业济南设计研究院有限公司,山东济南250031;2.北京城市排水集团有限责任公司,北京107218)摘要MBR是将生物处理与膜分离技术相结合而成一种高效污水处理新工艺。国内外MBR工艺在城市污水处理、中水回用、高浓度生活污水处理以及垃圾渗滤液处理等方面的应用实践表明,MBR工艺具有常规污水处理工艺无法比拟的优势,但同时也发现膜截留分子量、溶解氧、膜污染和劣化,对处理效果具有很大影响。关键词膜生物反应器(MBR)膜截留分子量溶解氧膜污染膜劣化中图分类号X703.1文献标识码A1MBR工艺概述膜生物反应器是以酶、微生物或动、植物细胞为催化剂,进行化学反应或生物转化,同时凭借超滤分离膜不断的分离出反应产物并截留催化剂而进行连续反应的装置。它最早使用于生物化工行业中的连续发酵工艺,后来被应用在城市生活污水和生物处理的工业废水处理工艺中,既克服了传统活性污泥法本身的一些不可避免的弊病,同时又具有膜分离占地少、高效和操作方便的优点。MBR工艺一般由膜分离组件和生物反应器二部分组成。根据膜组件的设置位置不同,分为分置式和一体式二大类。最先出现的是分置式MBR,生物反应器内的混合液经工艺泵增压后进入膜组件,在压力作用下混合液中的水透过膜成为处理水,其余物质被膜截留并随浓缩液回流到反应器内。总体上讲,分置式MBR具有运行稳定可靠、易于操作管理、膜的清洗更换和增设容易等优点。一体式MBR工艺是将膜组件直接安置在生物反应器中,通过工艺泵的负压抽吸作用得到膜过滤出水。由于膜浸没在反应器的混合液中,因此也称为浸没式或淹没式MBR。同分置式相比,一体式MBR具有工艺简单和运行费用低的优点,但一体式MBR在运行稳定性、操作管理和膜的清洗更换方面不及分置式。2MBR在废水处理中的优势2.1分离效率高超滤膜的孔径一般0.1μm左右,截留相对分子质量一般为200～2000,在一定的操作压力下,可以让水和低分子溶解物质通过它,实现混合液的泥、水分离,＊收稿日期:2008-03-20作者简介:左利峰,男,工程师,1998年7月毕业于西安建筑科技大学给水排水工程专业,获工学学士学位,现在煤炭工业济南设计研究院有限公司工作。而不用体积庞大的二沉池,使得污水处理构筑物结构紧凑,占地面积小。同时这种膜分离几乎是一种强制的机械拦截作用,优于传统法中二沉池的自由重力沉降作用,不会因为污泥膨胀现象而导致出水水质超标或恶化。2.2活性污泥浓度高人们将分离工程中的膜技术应用于废水生物处理,以膜组件代替二沉池,提高了泥水分离率,几乎截留了全部活性污泥,并通过回流使其返回生物反应器,大大提高了活性污泥即微生物的浓度,从而提高了生化反应速率,而这一浓度在活性污泥法中是无法实现的。2.3可使某些专性细菌维持其原有活性当废水酸碱度高、盐浓度高或含难降解有机物时,因为它们对微生物有毒害作用,所以不宜用废水与微生物直接接触的方法处理,需要进行预处理或稀释。特别是当废水中含有挥发性有毒物质时,在传统的好氧生物处理中容易随曝气气流挥发,发生气提现象,处理效果不稳定。在萃取膜生物反应器中,废水与活性污泥被膜隔离开来,废水在膜腔内流动,与进水槽和出水槽相连,而含有某种专性细菌的活性污泥在膜外流动,废水与微生物不直接接触。这样可获得理想的处理效果。2.4有利于生物反应器内硝化细菌的滞留生长膜的分离截留作用使生长缓慢的硝化细菌大量滞留在反应器内,使膜生物反应器对NH3-N具有很高的去除效果。膜生物反应器具有超过90%的NH3-N去除能力,在进水NH3-N为20-30mgL时,出水NH3-N含量基本都在2mgL以下。较长的污泥龄为硝化细菌的生长繁衍提供了条件,膜对细菌的拦截作用使硝化细菌在曝气池内累积,但膜的拦截作用本身对NH3-N去除并无贡献。因NH3-N在水中是以水和氨离子存在,属无机小分子,可自由穿过膜的微孔。另外,污泥可提供较多的厌氧环境,有利于反硝化过程的进行。72山东煤炭科技2008年第4期2.5可提高系统的传氧效率在膜生物反应器中,曝气系统所采用的膜是一种透气性膜,传质阻力小,可以在高压下运行。在该系统中,由于氧气停留在膜组件中,气体停留时间越长,分配到液相中的氧气比例越大,氧的传质效率越高;又由于氧气传质面积一定,在传统曝气系统中影响气泡大小和停留时间的因素对其没有影响,系统供氧更稳定;选择不同的膜表面积和气压,能满足生物反应器的各种需氧量。3影响处理效果的几个因素3.1膜截留分子量的影响不同膜截留分子量条件下好氧分置式膜生物工艺研究结果表明:(1)当其它条件相同时,超滤膜截留分子量大,虽然清水通量和短期运行时膜水通量也大,但在长期运行条件下,膜表面更易出现浓差极化现象,清洗周期缩短,截留分子量对超滤膜水通量的影响逐渐减少;(2)截留分子