mbr膜生物反應(yīng)器設(shè)計(jì)-全文預(yù)覽
【正文】 對(duì)膜孔徑和膜通量提出要 求。其中以微濾膜以及超濾膜運(yùn)用較多，納濾膜、反滲透膜由于操作壓力大、抗堵塞性能不好，少有用于膜生物反應(yīng)器。 為了有效保持膜通量，需要配置必要的膜化學(xué)清洗、水反沖等膜組件清洗裝置，根據(jù)需要該裝置可以跟膜生物反應(yīng)器結(jié)合成一整套設(shè)備，也可以設(shè)計(jì)成移動(dòng)式設(shè)備，實(shí)現(xiàn)一套清洗裝置服務(wù)多個(gè)膜生物反應(yīng)器裝置。 膜組件是進(jìn)行泥水分離的核心部分，其可以置于反應(yīng)器殼體內(nèi)部（淹沒(méi)式），也可以置于反應(yīng)器外部（外置式）。 膜生物反應(yīng)器按膜組件和生物反應(yīng)器的相對(duì)位置進(jìn)行分類，膜組件置于膜生物反應(yīng)器內(nèi)部的為淹沒(méi)式膜生物反應(yīng)器（ submerged membranebioreactor， SMBR）；膜組件置于膜生物反應(yīng)器外部的為外置式膜生物反應(yīng)器（ sidestreammembrane bioreactor， SSMBR）。此外分類方法還有：按照膜過(guò)濾動(dòng)力的提供情況分為重力 式和壓力式（重力式膜生物反應(yīng)器在實(shí)際運(yùn)行中沒(méi)有商業(yè)價(jià)值）；后者按照泵與膜組件的相對(duì)位置分為加壓式和抽吸式；按照微生物的生長(zhǎng)環(huán)境分為好氧式和厭氧式；按照是否跟其他水處理工藝結(jié)合分為復(fù)合 式和單一式。 2 主要技術(shù)內(nèi)容 膜生物反應(yīng)器實(shí)際上是三類反應(yīng)器的總稱，它們分別為：膜分離膜生物反應(yīng)器（ Biomass Separation Membrane Bioreactor， BSMBR，簡(jiǎn)稱 MBR）；膜－曝氣生物反應(yīng)器（ Membrane Aeration Bioreactor，MABR）；萃取膜生物反應(yīng)器（ Extractive Membrane Bioreactor，EMBR）。在適應(yīng) 經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、膜產(chǎn)品供應(yīng)狀況和規(guī)范設(shè)計(jì)要求的條件下，對(duì) MBR 用于污水處理的最大經(jīng)濟(jì)流量進(jìn)行研究確定。 MBR 工藝流程形式及運(yùn)行條件的優(yōu)化。適合高濃度、有毒、難降解工業(yè)廢水處理，如造紙、制糖、酒精、皮革、合成脂肪酸等行業(yè)的污染點(diǎn)源。如：密云污水處理廠再生水廠（ 104 m3/d）、內(nèi)蒙古金橋污水處理廠（ 104 m3/d）、北小河污水處理廠（ 6 104 m3/d）等大型 MBR 污水處理工程相繼投入或即將投入運(yùn)行。目前國(guó)內(nèi)從事膜生物反應(yīng)器開(kāi)發(fā)應(yīng)用的公司有 30 余家，國(guó)內(nèi)的膜生物反應(yīng)器同時(shí)向著大型化和產(chǎn)品化兩個(gè)方向發(fā)展。隨著研究的深入，也漸漸進(jìn)入實(shí)用化階段。 我國(guó)關(guān)于膜生物反應(yīng)器的研究起步較晚，最早開(kāi)始研究膜生物反應(yīng)器的有天津大學(xué)、清華大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心等單位。項(xiàng)目的兩個(gè)合作方中一方主要負(fù)責(zé)分析研究不同產(chǎn)品項(xiàng)目替換的潛在可能性；另一方主要負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)、控制質(zhì)量方法。因此鮮有公司或政府制定的膜生物反應(yīng)器產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。截至 2021 年底，全世界投入運(yùn)行或在建的 MBR 系統(tǒng)已超過(guò) 2500 套。 Kubota 公司開(kāi)發(fā)的膜生物反應(yīng)器采用聚乙烯板式膜，工作通量約為 20～ 25 L/，板式膜的壽命可達(dá) 7 年。 ZeeWeed 采用聚乙烯中空纖維膜，曝氣、進(jìn)水、出水和清洗均采用可編程序控制器控制，膜的工作通量約為 40～ 70L/，中空纖維膜壽命一般為 4～ 6 年。 國(guó)外在開(kāi)發(fā)膜生物反應(yīng)器技術(shù)中最有代表性的公司有 Zenon、Kubota、 Mitsubishi、 AsahiKASEI、 XFlow 公司等?？偨Y(jié)起來(lái)研究的內(nèi)容大致可分為以下幾個(gè)方面： （ 1） 探索新的膜生物反應(yīng)器形式，擴(kuò)大其適用范圍； （ 2） 探求合適的操作條件和工藝參數(shù)，盡可能提高膜組件的性能；（ 3）降低處理工藝的動(dòng)力消耗； （ 4） 進(jìn)行機(jī)理及數(shù)學(xué)模型描述的研究； （ 5）實(shí)用化裝置的研制。國(guó)際上對(duì)膜生物反應(yīng)器的研究有了較快的進(jìn)展。 1972 年， Shelf 等開(kāi)始了厭氧型膜生物反應(yīng)器的研究工作。開(kāi)展膜與生物技術(shù)相結(jié)合的膜生物反 應(yīng)器技術(shù)的研究已經(jīng)超過(guò) 30 年，膜生物反應(yīng)器的商業(yè)應(yīng)用也超過(guò) 20 年。與傳統(tǒng)工藝相比，膜生物反應(yīng)器產(chǎn) 生的剩余污泥量少，降低了對(duì)剩余污泥處置的費(fèi)用。出水水質(zhì)好，可回用。生物反應(yīng)器設(shè)計(jì)任務(wù)說(shuō)明書 MBR 膜生物反應(yīng)器設(shè)計(jì) 班級(jí)： 學(xué)號(hào)： 姓名： 1 概況 膜生物反應(yīng)器（ Membrane Bioreactor）為傳統(tǒng)活性污泥法與膜分離技術(shù)的結(jié)合。 概括起來(lái)，膜生物反應(yīng)器與傳統(tǒng)水處理工藝相比有以下優(yōu)勢(shì)：占地面積小，僅為傳統(tǒng)工藝的 1/31/2。對(duì)于氮磷污染物有較高的去除效果。用于水處理的膜生物反應(yīng)器是一種新型水處理技術(shù)。 1969 年美國(guó)的 Smith 首先報(bào)導(dǎo)了活性污泥法和超濾結(jié)合，處理城市污水的方法；同年 DorrOliver 發(fā)表了用超濾膜與活性污泥法生物反應(yīng)器相結(jié)合處理生活污水的研究，并申報(bào)了專利，但當(dāng)時(shí)由于受膜生產(chǎn)技術(shù)所限，膜的使用壽命短，水通透量小，使其在投入實(shí)際應(yīng)用中遇到障礙。進(jìn)入 80 年代以來(lái)，隨著膜的開(kāi)發(fā)，膜生物反應(yīng)器更具實(shí)用價(jià)值，膜技術(shù)在北美、歐洲以及日本得到長(zhǎng)足的發(fā)展。使膜生物反應(yīng)器的研究?jī)?nèi)容更加全面而深入，為 90年代的進(jìn)一步推廣應(yīng)用奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。膜生物反應(yīng)器水處理技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用將成為生化水處理技術(shù)發(fā)展史上的又一次飛躍，在未來(lái)的水工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域占有重要的位置。 Zenon 公司的主導(dǎo)產(chǎn)品有 ZeeWeed 和 ZenoGem。 Zenon 公 司生產(chǎn)的 ZeeWeed 超濾膜已經(jīng)在 42 個(gè)國(guó)家 500 多個(gè)項(xiàng)目上得到運(yùn)用。目前，由于國(guó)外的膜生物反 應(yīng)器研制成本較高，產(chǎn)品造價(jià)較昂貴等原因，一定程度上限制了該技術(shù)在更廣泛的范圍內(nèi)應(yīng)用，尤其是在發(fā)展中國(guó)家的推廣應(yīng)用。 目前國(guó)外廠家主要提供整套膜生物反應(yīng)器工程，而且膜生物反應(yīng)器逐漸向著城市污水處理以及大規(guī)模化方向發(fā)展，很少有公司將膜生物反應(yīng)器作為一種標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備推向市場(chǎng)。目前一個(gè)歐洲的組織試圖形成高度標(biāo)準(zhǔn)化膜生物反應(yīng)器標(biāo)準(zhǔn)。由于此標(biāo)準(zhǔn)化也還在研究過(guò)程中，所以世界上尚未有 MBR 現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)可供此次編制標(biāo)準(zhǔn)參考。中科院生態(tài)研究中心進(jìn)行了膜生物反應(yīng)器凈化石油化工廢水的研究。近年，由于該項(xiàng)技術(shù)所具有的良好的應(yīng)用前景和巨大的市場(chǎng)潛力，受到了更多研究者的青睞，許多大學(xué)、研究所、環(huán)保公司也加入到了該項(xiàng)技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)中。 隨著膜生物反應(yīng)器技術(shù)的發(fā)展國(guó)內(nèi)近幾年來(lái)出現(xiàn)了規(guī)模較大的一些膜生物反應(yīng)器工程實(shí)例。有污水回用需求的地區(qū)或場(chǎng)所，如賓館、洗車業(yè)、客機(jī)、流動(dòng)廁所等可以充分發(fā)揮 MBR 占地面積小、設(shè)備緊湊、自動(dòng)控制、靈活方便的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)就地處理、就近回用，節(jié)省污水轉(zhuǎn)輸費(fèi)用。 未來(lái)的研究重點(diǎn) 低成本、高通量、抗污染、長(zhǎng)壽命的膜以及高集成化膜組件的研制和運(yùn)用
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