MBR膜生物反應器的優點及主要形式

1、膜生物反應器的優點

       在微生物懸浮或附著生長的好氧或厭氧工藝中,可以使用微濾膜或超濾膜代替沉淀池,分離出水中的絮狀菌和非絮狀菌,該方法具有以下優點：

       ①無論污泥或者污泥指數處于何種狀態,該方法都能達到很好的澄清效果。因為膜甚至可以阻止非絮狀菌的通過,使出水中不含懸浮物(濁度<1NTU)。此外,當使用超濾膜時,出水相當于被全面消毒(能去除寄生蟲卵、細菌、甚至是病毒等病原體)

       ②由于無需沉淀池,微生物濃度可提高至6~12g/L。在相同的FM負荷下,與傳統活性污泥法比,曝氣池容積可縮小至原來的1/5~1/3。

       ③無需沉淀池和使用更小容積的生物反應器,土建費用和占地面積將顯著降低。

       ④可以通過水泵提供很高的能量,使懸浮生長的菌群絮體更細小。如此形成的劇烈混合,可以很好地解決絮凝體中底物與氧氣的擴散問題,從而加速了凈化速度,降低了污泥產量(特別是應用于某些工業廢水的處理時)。

       ⑤膜能夠確保某些大分子代謝產物被截留并被逐漸降解,最終出水COD要低于傳統活性污泥法。

       該工藝的這些優點表明:增加的投資和能耗是值得的。例如,當排水標準很嚴格(自然環境非常敏感)或者出水需回收利用時。

2、膜生物反應器的主要形式

       膜生物反應器主要有兩種形式：

       ①外置膜生物反應器（安裝在曝氣池外，見圖1）；

圖1 外置膜生物反應器

       ②浸沒式膜生物反應器（安裝在曝氣池內，見圖2）。

圖2 浸沒式膜生物反應器

3、外置膜生物反應器

       膜組件安裝在膜架內。膜架可以并聯或者串聯安裝。膜組件為管狀或敞開式,膜材料可采用有機膜或者無機膜,一般為內壓膜(過濾方向為由膜內至膜外)。由于污泥濃度高,不允許采用死端過濾模式,而選用錯流過濾(詳見第3章3.9節)。過濾的驅動力為膜內(進水側)外(產水側)壓差。為控制膜表面的污堵,通常保持較高的流速(1~4m/s,壓力為2~5bar)。每月需要進行2~4次化學清洗。

       濾速在80~130L/(m2·h)之間變化。強度*的陶瓷膜對pH和溫度具有較高的適應性,使得得利滿開發的陶瓷膜反應器(MBR)非常適用于工業廢水的處理。但是,錯流過濾模式的高能耗(4~8kWh/m3)以及需對纖維物質進行*預處理的要求,使得這工藝并不適用于城市污水處理。

4、浸沒式膜生物反應器

       膜組件直接放置于活性污泥中。這種膜為有機材料制成的中孔纖維膜或平板膜,被稱為外壓膜(過濾方向為由膜外至膜內)。過濾的驅動力為負壓[圖3(a)]或水壓[圖3(b)]。采用特殊的曝氣系統進行自動清洗(反洗,停止過濾,見第15章1532.3節),以控制積累在膜表面的物質。部分曝氣被微生物所消耗。當膜組件安裝在一個專用池中時,必須設置從這個池體到曝氣池的回流系統。當膜組件直接安裝在曝氣池中時,可根據工藝配置情況(溝渠,*混合,推流情況)決定是否需要進行回流。

       此工藝的模塊化設計特性,使其可以在現有的曝氣池內放置膜組件以對現有污水處理廠進行改擴建(擴大處理量或提高水質)。

       濾速一般為15~30L/(m2·h)。運行壓力較低,為2~5m水柱。化學清洗頻率為每年2~3次,清洗時需停止過濾。