【文章內(nèi)容簡介】 物附著在濾料或某些載體上生長繁育 ,并在其上形成膜狀生物污泥 ——— 生物膜(Biofilm)。 與傳統(tǒng)法處理污水相比，膜生物反應(yīng)器具有以下幾個(gè)方面的特征 : ① 出水水質(zhì)好 用超微濾膜組件取代二次沉淀池可以使生物反應(yīng)器獲得比普通活性污泥法更高的生物濃度，提高了生物降解能力，處理效果好 。同時(shí)膜分離后出水質(zhì)量高，當(dāng)處理對象為生活污水時(shí)，可滿足建設(shè)部生活回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) C( 89)。 ② 工藝參數(shù)易于控制 膜生物反應(yīng)器內(nèi)可以 實(shí)現(xiàn) STR和 HTR的完全分離。通過控制較長的 STR，使世代時(shí)間較長的硝化菌得以富集，提高硝化效果 。同時(shí)膜分離也使廢水中那些大分子、顆粒狀難降解的成分在有限體積的生物反應(yīng)器中有足夠的停留時(shí)間，從而達(dá)到較高去除率。 ③ 設(shè)備緊湊，占地少 由于生物反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度高，容積負(fù)荷可大大提高，生物反應(yīng)器體積大大減小 。從形式上看，一體式膜生物反應(yīng)器可使設(shè)備更加緊湊。 ④ 污泥產(chǎn)率低同傳統(tǒng)活性污泥法相比，膜生物反應(yīng)器的污泥產(chǎn)率很低 如表 11： ⑤ 抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng) 膜生物反應(yīng)器中維持著高濃度的 MLSS，使它比傳 統(tǒng)生物法具有高得多的抗沖擊負(fù)荷能力。 ⑥ 易于自動控制管理 膜分離單元不受污泥膨脹等因素的影響，易于設(shè)計(jì)成自動控制系統(tǒng)，便于管理。 通常提到的膜生物反應(yīng)器，實(shí)際上是三類反應(yīng)器的總稱，它們分別是 (l)膜一曝氣生物反應(yīng)器(MembrnaeAaertionBioeractor， MABR)。(2)萃取膜生物反應(yīng)器 E(xartctiveMembnareBioeroactr， EMBR)。(3)膜分離生物反應(yīng)器 (BiomassSeparationMembnareBioeracotr， BSMBR，簡稱 MBR). (l)膜一曝氣生物反應(yīng)器 無泡曝氣 MBR 最早見于 等于 1988 年的報(bào)道。它采用透氣性致密膜 (如硅橡膠膜 )或微孔膜 (如疏水性聚合膜 )，以板式或中空纖維式組件，在保持氣體分壓低于泡點(diǎn) b(ubblepoin)t 的情況下，可實(shí)現(xiàn)向生物反應(yīng)器的無泡曝氣。由于傳遞的氣體含在膜系統(tǒng)中，因此提高了接觸時(shí)間，極大地提高了傳氧效率。同時(shí)由于氣液兩相被膜分開，有利于曝氣工藝的更好控制，有效地將曝氣和混合功能分開。因?yàn)楣┭趺娣e一定，所以該工藝不受傳統(tǒng)曝氣系統(tǒng)中氣泡大小及其停留時(shí)間等因素的影響。 (2)萃取膜生物反應(yīng)器 萃取 MBR 是結(jié)合膜萃取和生物降解，利用膜將有毒工業(yè)廢水中有毒的、溶解性差的優(yōu)先污染物從廢水中萃取出來，然后用專性菌對其進(jìn)行單獨(dú)的生化降解，從而使專性菌不受廢水中離子強(qiáng)度和 pH 值的影響，生物反應(yīng)器的功能得到優(yōu)化。目前膜一曝氣生物反應(yīng)器和萃取膜生物反應(yīng)器還處在實(shí)驗(yàn)室階段，尚無實(shí)際的工程應(yīng)用。 (3)膜分離生物反應(yīng)器 膜分離生物反應(yīng)器中的膜組件相當(dāng)于傳統(tǒng)生物處理系統(tǒng)中的二沉池，利用膜組件進(jìn)行固液分離，截流的污泥回流至生物反應(yīng)器中，透過水外排。 按膜組件和生物反應(yīng)器的相對位置，膜分離生物反應(yīng)器又可以分為一體式膜生物 反應(yīng)器、分置式膜生物反應(yīng)器、復(fù)合式膜生物反應(yīng)器三種。 在分置式 MBR 中，生物反應(yīng)器的混合液由泵增壓后進(jìn)入膜組件，在壓力作用下膜過濾液成為系統(tǒng)處理出水，活性污泥、大分子物質(zhì)等則被膜截留，并回流到生物反應(yīng)器內(nèi)。分置式 MBR 通過料液循環(huán)錯(cuò)流運(yùn)行，其特點(diǎn)是 :運(yùn)行穩(wěn)定可靠，操作管理容易，易于膜的清洗、更換及增設(shè)。但為了減少污染物在膜面的沉積，由循環(huán)泵提供的料液流速很高，為此動力消耗較高。 一體式 MBR 根據(jù)生物處理的工藝要求，可分為兩種組成形式 :第一種有兩個(gè)生物反應(yīng)器，其中一個(gè)為硝化池，另一個(gè)為反硝化池。膜組件浸沒于硝 化反應(yīng)器中，兩池之間通過泵來更新要過濾的混合液。第二種組合最 簡單，直接將膜組件置于生物反應(yīng)器內(nèi)，通過真空泵或其它類型的泵抽吸，得到過濾液。為減少膜面污染，延長運(yùn)行周期，一般泵的抽吸是間斷運(yùn)行的。 厭氧生物處理法 早在一百多年前 ,人們就開始采用厭氧工藝處理生活污水污泥 . 1860 年 ,法國工程師 Mouras 首次采 用厭氧方法處理沉淀池的固定物質(zhì) [1112] ,后來德國的 Karl Imhoff 將其發(fā)展為目前仍然在使用的腐化池和雙層沉淀池 (又稱 Imhoff 池 ) [13] . 在 1910 年～ 1950 年間 ,高效的、可加溫和攪拌的污泥消化池得到了進(jìn)一步地發(fā)展 ,如厭氧接觸工藝 ,這些反應(yīng)器被稱為第一代厭氧反應(yīng)器 . 由于第一代厭氧反應(yīng)器無法 將污泥停留時(shí)間和水力停留時(shí)間分開 ,污泥中溫消化池的 HRT 長達(dá) 20 d～ 30 d ,這就大大增加了消化池的容積和占地面積 ,提高了建設(shè)費(fèi)用 .為了提高厭氧反應(yīng)系統(tǒng)的處理效率 ,人們成功地研究和開發(fā)了第二代厭氧反應(yīng)器 ,例如厭氧濾池 (AF) 、升流式厭氧污泥床反應(yīng)器 (UASB) 、厭氧流化床 (AFB) 和厭氧接觸膜膨脹床反應(yīng)器 (AAFEB) 等 [14] 。 它們共同的特點(diǎn) 就是可以將固體停留時(shí)間和水力停留時(shí)間相分離 ,這使得反應(yīng)器內(nèi)固體停留時(shí)間可以長達(dá)上百天 ,而水力停留時(shí)間可以從過去的幾十天縮短為幾天 ,甚至幾小時(shí) 。 在已經(jīng)開發(fā)的這些高效厭氧處理系統(tǒng)中 ,UASB 已廣泛用于實(shí)際生產(chǎn)中 。 UASB 即上流式厭氧污泥床。工作原理 :廢水中的有機(jī)污染物在厭氧條件下經(jīng)微生物降解 ,轉(zhuǎn)化成甲烷、二氧化碳等 ,所產(chǎn)氣體 (沼氣 )含甲烷大于 60% ,可 作 為能源再次利用 ,如用于鍋爐燃燒、發(fā)電等。這樣 ,既去除了有機(jī)污染物又回收了能源。上流式厭氧污泥床反應(yīng)器主體是內(nèi)裝顆粒厭氧污泥的容器 ,在其上部設(shè)置專用的氣、 液、固分離系統(tǒng) (即三相分離器 ) ,它可使反應(yīng)器中保持較高活性及良好沉淀性能的厭氧微生物 ,工藝上較一般厭氧裝置的效率更高 ,同時(shí)還節(jié)省了投資與占地面積。其技術(shù)關(guān)鍵為三相分離器、布水系統(tǒng)及工藝條件 ,特別是形成顆粒污泥的工藝條件是 UASB 裝置發(fā)揮高效的技術(shù)關(guān)鍵 。 使用 UASB 處理高濃度污廢水 ,UASB 的容積負(fù)荷可高達(dá) 10 kg/ m3 d～ 50 kg/ m3 d (好氧最高為 5 kg/m3 d～ 10 kg/ m3 d) ,HRT 可縮短為 10 h～ 12 h ,這與污泥床中保留有大量厭氧顆粒污泥是分不開的 。 厭氧 顆粒污泥大多呈卵“ ,”形 ,直徑 015 mm～ 5 mm ,具有良好的沉降性和生物活性 . UASB 反應(yīng)器中顆粒污泥的形成往往需要幾個(gè)月的時(shí)間 ,但向反應(yīng)器中加入惰性載體、顆?；钚蕴?,及向碳水中加入甲醇都可以縮短顆粒的形成時(shí)間 。 三相分離器分離