生活污水微動力處理設備

生活污水微動力處理設備

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生物膜-膜生物反應器的原理及特點
工作原理
BMBR是在膜生物反應器內(nèi)投加填料或培養(yǎng)形成顆粒污泥，微生物在填料表面附著生長形成生物膜，廢水攜帶著污染物和氧氣流過生物膜時，廢水中溶解氧被消耗，有機污染物被生物膜上的微生物吸收降解使廢水得以凈化;微生物不斷生長繁殖，生物膜也不斷增厚，增厚到一定程度時，在生物膜內(nèi)形成缺氧或厭氧層，為生物脫氮、除磷提供條件;通過在反應器底部曝氣，使生物膜受到水的剪切力不斷脫落更新，處理后的廢水經(jīng)過膜組件分離后排放。做過兩段式生物膜-膜生物反應器處理廢水的試驗，結果顯示BMBR運行穩(wěn)定后出水水質好，COD、氨氮、TP去除效率分別為95%、80%、60%以上。利用好氧顆粒污泥-MBR處理合成廢水，結果表明，當進水總有機碳為56.8~132.6mg/L，氨氮為28.1~38.4mg/L時，TOC、氨氮、總氮的去除率分別84.7%~91.9%，85.4%~99.7%，41.7%~78.4%。

生物膜-膜生物反應器的優(yōu)點
(1)BMBR綜合了生物膜法和MBR的優(yōu)點。反應器內(nèi)由于填料的加入，使得懸浮污泥的濃度降低，改善了膜的通量、降低了膜的阻力、在一定程度上減緩了膜的污染，使膜的運行周期更長，減少了膜的清洗次數(shù)，降低處理工藝的動力消耗。
(2)SS的去除率較好。生物膜法中如果厭氧層過厚，生物膜脫落后會產(chǎn)生大量的非活性的細小懸浮物分散于水中，使出水的澄清度降低，而BMBR由于膜分離設備的截留作用可以有效解決這個問題。
(3)有較好的脫氮、除磷效果。硝化菌是化能自氧菌，在混合培養(yǎng)的活性污泥中無法與異養(yǎng)菌競爭，所以在MBR中脫氮效果并不是很好，而投加了填料的BMBR可以承載大量的生物量，有利于世代時間較長的硝化菌生長，而且由于BMBR中形成了厭氧環(huán)境，脫氮效果會有所提高。
(4)由于生物膜上的微生物種類豐富，載體的添加可以給微型動物提供了相對穩(wěn)定的生長環(huán)境，存在相當數(shù)量的原生動物和后生動物，組成較長的食物鏈，所以生物膜膜生物反應器產(chǎn)生的污泥量少。
生物膜-膜生物反應器的缺點
BMBR和MBR一樣同樣具有以下2個缺點：(1)膜污染問題，沒有有效的清洗技術。膜污染速率隨著溫度的下降而呈現(xiàn)加劇趨勢。(2)膜的制造成本高。
生物膜-膜生物反應器的研究進展
1996年，美國的Dorr-Oliver公司首先將MBR用于廢水處理的研究以后，許多學者相繼對MBR進行了大量的實驗研究并開發(fā)了多種MBR的變形新工藝，如分離式MBR、厭氧式MBR、一體式MBR等。20世紀90年代以后，MBR得到了迅猛的發(fā)展，1995年以后MBR在國外尤其是在美國、日本、加拿大等國進入了實際應用階段。隨著MBR在實際運行中膜污染的問題出現(xiàn)，有的學者在研究此問題時指出，在MBR中，由于膜組件與活性污泥混合液的直接接觸，在膜組件表面生長出生物膜是不可避免的，也就是說膜污染的問題是不可避免的，膜污染在導致膜通量下降的同時也使出水水質變差，但是當時都未對此進行深入的探討，直至后來BMBR的提出。一些學者認為將膜分離技術和生物膜法相結合，將會有更大的優(yōu)勢。

BMBR工藝早是日本科研人員針對低濃度氨氮廢水處理提出的新工藝。澳大利亞新南威爾士大學膜與分離中心的FaneAG曾采用生物濾池與分離式膜分離設備相結合處理生活廢水，取得了很好的處理效果。在膜分離技術與生物膜相結合的BMBR方面，國內(nèi)哈爾濱工業(yè)大學較早做此方面的工藝研究。
生物填料-MBR
在MBR中投加填料，微生物附著在填料表面生長、繁殖形成生物膜。相較于傳統(tǒng)的MBR而言，填料上微生物種類更加豐富，提高了反應器對有機物的去除率，具有更強的適應性和穩(wěn)定性以及較強的抗沖擊負荷能力，同時也減少了懸浮的微生物，而且有些填料對胞外聚合物和某些溶解性產(chǎn)物等容易引起膜污染類的物質有吸附作用，這樣有利于減少膜污染，減緩膜通量的下降速度。
生活污水微動力處理設備改良性聚丙烯懸浮載體-MBR處理廢水時發(fā)現(xiàn)懸浮載體-MBR的去除效果較好，COD，NH3-N的去除效果都在90%以上，甚至達100%，出水的濁度接近零。生物填料-MBR處理工業(yè)廢水也具有較好的效果。用投加多孔性聚合物填料的一體式MBR處理化工廢水，結果表明，反應器穩(wěn)定運行后，COD、NH3-N、TP的去除率分別為80.25%~87.15%、73.32%~99.78%和87.09%~93.82%。
研究一些多孔、軟性懸浮載體對膜污染的影響時發(fā)現(xiàn)，在MBR中投加懸浮填料可以減緩膜污染的形成，膜的臨界通量提高了大約20%，濾餅阻力減少了86%，膜污染的程度明顯低于未投加填料的MBR。投加適量(800mg/L)的粉煤灰，膜通量的衰減量小，反應器的除磷效果明顯增高，從原來的60%提高到90%。

生物流化床工藝簡介：生物流化床是20世紀70年代發(fā)展起來的污水處理技術其工藝原理是將對廢水中主要污染物有降解作用的好氧生物通過一定的方式固定在一定粒度的載體上，空氣和待處理的廢水從反應器底部同向進入，通過控制氣、液兩相的流速，使流化床反應器內(nèi)載有生物體的固相呈流化狀態(tài)。廢水中的污染物與生長在載體上的好氧微生物接觸反應，降解去除廢水中的污染物。在反應器頂部，通過分離裝置實現(xiàn)三相分離，澄清的廢水從溢流槽排出。由于空氣的攪動使生物膜及時脫落，控制載體上生物膜的厚度，也不需另設專門的脫膜裝置。在流化床內(nèi)，填料流態(tài)化的同時，還進行氧的吸收和有機物的降解兩項功能，因此這種工藝的難點在于正確地確定氣、液比例和控制氣、液、固三相協(xié)調的操作條件。
生物流化床的現(xiàn)狀：生物流化床是一種前景廣闊的新型高效、穩(wěn)定性好、適應性強的有機廢水處理方法。但仍然需要解決在實際應用中的問題：①在保證反應器良好流態(tài)化的同時，如何防止污泥和填料不從反應器中流失;②反應器底部布水器布水均勻是實現(xiàn)良好流態(tài)化的關鍵;③生物流化床是通過循環(huán)回流獲得較大的升流速度來保證載體的流態(tài)化的，這就相應地增加了能耗，提升了成本，阻礙了其在大規(guī)模廢水處理工藝的應用。

目前，這方面研究仍處于初期，需進一步研究固定化技術和流體力學行為之間的相互關系，以及固定化微生物系統(tǒng)中粘性介質的流變特性等基本特征。③生物流化床與其他工藝的聯(lián)用。單純地使用生物流化床處理廢水能耗大、成本高，與其他工藝聯(lián)用，可以大幅度減少處理成本。應加強其實用性研究，努力降低處理成本，使其得以推廣應用。④生物流化床反應器放大方面的理論研究有待加強。由于流體分布均勻性的差別，小規(guī)模的試驗裝置和大規(guī)模的工業(yè)裝置在流動體系上呈現(xiàn)較大的差別，生物流化床反應器的放大與工程設計始終沒有形成一套較為成熟的理論和方法，積累設計和運行經(jīng)驗顯得至關重要。
A/O工藝的研究開發(fā)基礎是活性污泥法，其優(yōu)點就是有很強的適應能力，很高的耐沖擊力，不僅能很好地去除掉污水中的有機物，并且脫氮*。MBR工藝結合了膜分離技術和生物反應器，并綜合了兩者的優(yōu)點。微、超濾膜組件代替了傳統(tǒng)的二沉池及過濾單元，這樣水力便能夠更長時間的停留，并且使得泥齡能*分離。固液分離能力的提高保證了出水水質的良好，水中懸浮物接近于零，渾濁度很低，有效地截留下了許多細菌生物類污染物。經(jīng)過如此處理的污水水質較好，能夠被直接回用。
A/O-MBR法結合以上兩類優(yōu)點，硝化菌生臟緩慢，但是生物膜的泥齡較長，故生物膜能夠為其提供適合的生長環(huán)境，使得硝化效率得到明顯提高，保證出水的水質優(yōu)異。同時A/O-MBR工藝操作非常簡單，產(chǎn)出的污泥量少，節(jié)省了污泥排除的費用，同時期所占面積也比較小。
混凝沉降法是目前常使用的化工廢水處理方法，在很多領域都有廣泛的應用。混凝劑的選擇直接決定了混凝效果的好壞，從而影響到水處理的效果。現(xiàn)階段常用的混凝劑主要是鋁鹽、鐵鹽等無機混凝劑。

混凝劑的種類多種多樣，按照混凝劑的作用機制大致可分為3類：絮凝劑、凝聚劑和助凝劑。按照混凝劑的化學性質劃分，可分為無機混凝劑、有機混凝劑和微生物混凝劑。目前應用廣的是高分子混凝劑，包含有聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵、聚合硫酸鋁鐵等。高分子混凝劑比傳統(tǒng)的無機混凝劑分子量大，用量少，且電中和能力強，它的多核結構使其具有明顯的吸附作用。因此，高分子無機混凝劑的研究一直是水處理的重點課題。