膜生物反應(yīng)器ppt課件(編輯修改稿)
2025-06-08 13:14 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ? 清洗 曝氣氣泡的沖刷方式、壓力反沖洗方式和在線藥洗方式 五、 MSBR設(shè)計(jì) ? ? ? ? ? 膜生物反應(yīng)器的 個(gè)重要特征是利用膜分離的高度濃縮性可大大提高生物反應(yīng)器的污泥濃度，從而增大反應(yīng)器有機(jī)物去除能力。但污泥濃度的提高會(huì)增大混合液粘滯度、降低膜通量。根據(jù)膜過濾凝膠極化模型，當(dāng)過濾達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)，膜界面污泥濃度達(dá)到臨界值而不再變化，即有 ? 污泥濃度的控制，應(yīng)根據(jù)水質(zhì)水量及膜組件形式而定。一般處理低濃度污水宜控制較低的污泥濃度，以盡量提高膜通量。而處理高濃度污水宜控制較高的污泥濃度，以盡量增大有機(jī)物去除能力。因此，應(yīng)根據(jù)污泥濃度與膜通量而對(duì)生物反應(yīng)器容積處理能力與膜通量雙重影響之間確定一最適值。 ? 3．生物固體停留時(shí)間 (SRT) ? 膜分離會(huì)影響生物性能。 Boran zhang等對(duì)膜分離活性污泥工藝 (MSAS)與傳統(tǒng)活性污泥工藝 (CAS)，在微生物種群及系統(tǒng)活性方面進(jìn)行了細(xì)致的對(duì)比，其結(jié)果如表所示。 ? 膜分離延長了生物反應(yīng)器的固體停留時(shí)間，降低了污泥產(chǎn)率，提高了容積硝化及有機(jī)物去除能力。但是活性污泥相對(duì)活茵數(shù)減少，細(xì)菌比活性降低。較低的多糖比也說明污泥相對(duì)老化。SRT愈長，細(xì)菌被循環(huán)次數(shù)愈多，失活的可能性愈大。顯然，從維持生物活性的角度出發(fā)，膜生物反應(yīng)器宜控制定期適量排泥，以提高污泥活性。排泥方式宜采用曝氣池直排混合液至濃縮池的方式，以減輕膜負(fù)荷，降低動(dòng)力消耗。 ? 4．水力停留時(shí)間 ? 當(dāng)膜面積一定時(shí)，控制膜生物反應(yīng)器出水流量是膜通量。隨著膜生物反應(yīng)器的運(yùn)行，膜通量的穩(wěn)態(tài)過程實(shí)際上是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡，這就決定了水力停留時(shí)間 (HRT)是在一定范圍內(nèi)變化的。 HRT的變化雖然使出水水質(zhì)有所波動(dòng)，但COD去除率都在 95％以上。這是由于曝氣池內(nèi)污泥濃度較高，有較強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷的能力；另外，膜及其表面形成的凝膠層也可截留大分子有機(jī)物，保證出水水質(zhì)。 ? 過短的 HRT將會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)溶解性有機(jī)物的積累，引起膜通量的下降，因此，膜生物反應(yīng)器內(nèi) HRT的控制，應(yīng)盡量維持系統(tǒng)內(nèi)溶解性有機(jī)物的平衡，設(shè)計(jì)時(shí)可考慮曝氣池容積有一定的調(diào)節(jié)容量。 ? 生物反應(yīng)器內(nèi)形成膜表面放膠層的主要物質(zhì)包括活性污泥混合液中細(xì)菌胞外聚合物 EPS、溶解性有機(jī)物質(zhì)、微細(xì)膠體等 ? 在超濾和微濾中，影響膜透水率的阻力主要有濾層阻力和膜孔堵塞阻力，濾層阻力是膜表面懸浮物沉積層阻力；膜孔堵塞阻力是較小顆粒在膜孔中的積累、搭橋和堵塞造成的阻力。這些阻力都是隨膜使用時(shí)間的增加而增加的，是影響膜透水率穩(wěn)定性，使膜透水率隨時(shí)間不斷下降的主要原因，也是膜生物反應(yīng)器研究中主要應(yīng)克服的問題。反沖洗是減緩超濾和微濾中這兩個(gè)主要阻力的有效手段。 ? 膜的反沖洗，即在膜工作了一段時(shí)間后，在膜的透出水面施加一個(gè)反沖洗壓力 pb，在 pb驅(qū)動(dòng)下，清洗水反向穿過膜，將膜孔中的堵塞物洗脫，并使膜表面的濾層懸浮起來，然后被水沖走。反沖洗具有防止與疏通膜纖維堵塞、減小膜阻力，提高透水率及透水率穩(wěn)定性的作用。膜的反沖洗可用膜透過水作為反沖洗水，這種反沖洗方式要消耗一定的出水使有效透水濾下降。用膜透過水作為反沖洗水進(jìn)行反沖洗的有效透水率可用下式表示： ? 理想的反沖洗應(yīng)該是每次沖洗都可以完全清除膜的污染，使膜總保持在最初較高透水率的狀態(tài)。但實(shí)際上，反沖洗存在著固有的局限性，達(dá)不到理想要求。這些問題是： ? a反沖洗總要消耗一定量的凈化水，使總的透水量下降： ? b．反沖洗不能完全清除膜孔中及膜表面的污染； ? c因以透過水作為反沖洗水，水中存在小分子污染物，反沖洗時(shí)會(huì)給膜的反面，即膜的透出水面帶來污染： ? d反沖洗不能清除膜的化學(xué)污染。 ? 因此，過于頻繁的反沖洗在實(shí)際應(yīng)用中是不必要的，也是不利的。所以，在 MBR系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)找到最佳反沖洗周期，使用最少反沖洗水量來控制 MBR系統(tǒng)運(yùn)行十分重要。 最佳反沖洗周期測定公式的推導(dǎo) 最佳反沖洗周期的定義為：使 MBR系統(tǒng)有效透水率最大的反沖洗周期，或一個(gè)特定的反沖洗周期，其可以使 MBR系統(tǒng)的有效透水率取得最大值。 分析上式可以知道，因膜的透水率 f（ t） 是 —個(gè)時(shí)間的單調(diào)遞減函數(shù)，若反沖洗周期 tf過短，將使總透水量減少，相對(duì)而言，消耗反沖洗水量增加，使有效透水率下降。若反沖洗周期過長，膜的透水率 f（ t） 會(huì)逐漸下降，使系統(tǒng)的有效透水率下降，最后使系統(tǒng)的有效透水率也變少。這表示 tf一定有一個(gè)中間值其可以使有效透水率最大。 但是，式中 f（ t）是一個(gè)未知的函數(shù)。其因膜阻力變化而變化，而膜阻力又受溫度、工作壓力、循環(huán)流速、過濾介質(zhì)性質(zhì)及濃度等 能耗 能耗是污水處理工藝的一個(gè)重要的評(píng)價(jià)指標(biāo)，直接關(guān)系到處理方法的可行性。目前，常規(guī)分離式 MBR運(yùn)行能耗為 3— 4kwh/m3，淹沒式 MBR運(yùn)行能耗為 2kwh/m3，遠(yuǎn)高于活性污泥法 ，較高的運(yùn)行費(fèi)用是 MBR推廣應(yīng)用中遇到主要問題。許多研究結(jié)果表明：能耗是造成 MBR運(yùn)行費(fèi)用高的主要原因。張紹園分析了分離式 MBR的能耗組成：泵的熱能損失、曝氣能耗、管道阻力能耗、膜組件能耗和回流污泥水頭損失能耗，其耗能大小依次為：膜組件＞泵＞曝氣＞管道＞回流污泥，膜組件能耗占總能耗的 40— 50％，真中 80％用于膜過濾的能量以熱能的方式散發(fā)。顧平對(duì)抽吸淹沒式 MBR的能耗分析表明：曝氣的能耗占總能耗 96％以上。通常研究者都認(rèn)為能耗的降低與膜污染的控制是 MBR研究領(lǐng)域兩個(gè)獨(dú)立的課題，而張紹國、鄭祥采用穿流式、錯(cuò)流式膜組件進(jìn)行分離式 MBR研究發(fā)現(xiàn)：能耗隨運(yùn)行時(shí)間的延長、膜污染的增加呈上升趨勢(shì)，從運(yùn)行初期的不足 。這說明：分離式膜生物反應(yīng)器的能耗問題實(shí)質(zhì)是膜污染問題。 為了進(jìn)一步降低能耗，天津大學(xué)應(yīng)用位差驅(qū)動(dòng)出水和低水頭間斷工作的重力淹沒式 MBR，較好克服了膜的污染與阻塞，使膜長時(shí)間保持較大的膜通量，并且省去復(fù)雜的氣水反沖洗設(shè)備、降低曝氣量，使 MBR處理生活污水的能耗可下降到 h／ m3。 經(jīng)濟(jì)分析 ? 應(yīng)用于中水回用系統(tǒng)的 MBR工藝（規(guī)模為 25－ 100m3/d）的一次性投資為 3
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