试论MBR工艺在污水处理中的应用

发表时间:2020/9/15   来源:《基层建设》2020年第14期   作者:聂新娟
[导读] 摘要:由于我国淡水资源匮乏,为了能够提高淡水资源回收利用率,加强MBR工艺的研究十分重要,掌握MBR工艺衍生技术的各项优点、缺点,并针对不同污水处理与回用领域的特点,合理的挑选MBR工艺种类。
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        摘要:由于我国淡水资源匮乏,为了能够提高淡水资源回收利用率,加强MBR工艺的研究十分重要,掌握MBR工艺衍生技术的各项优点、缺点,并针对不同污水处理与回用领域的特点,合理的挑选MBR工艺种类。同时也要注意MBR膜污染问题,采用相应的措施,降低MBR膜污染,全面发挥MBR工艺的效益。本文主要探究了MBR工艺在污水处理中的应用,以供参考。
        关键词:MBR工艺;污水处理;应用
        引言:膜生物反应器(MBR)作为污水处理发展技术过程中典型的处理工艺之一,以其占地面积小、出水质量高、操作管理简便、运行稳定等特点在实际运用中发挥了巨大的作用。其不仅适用于生活污水的处理,在工业废水的处理中也广泛使用。在MBR膜生物反应器中,实现了依靠膜技术,使泥水分离,通过合理配置一些组合工艺共同作用,可以实现良好的社会效益和经济效益。
        一、MBR工艺原理
        膜生物反应器(MembraneBio-Reactor)简称MBR,是二十世纪末发展起来的新技术。它是膜分离技术和生物技术的有机结合。它不同于活性污泥法,不使用传统的沉淀池进行固液分离,而是一般使用微滤膜或超滤膜分离技术取代传统活性污泥法的沉淀池和常规过滤单元,使水力停留时间(HRT)和泥龄(STR)基本分离。因此具有高效固液分离性能,同时利用膜的特性,使活性污泥不随出水流失,在生化池中可形成较高的的活性污泥浓度(MLSS),提高容积负荷,减少容积和系统占地面积,出水水质稳定,悬浮物和浊度较低,经处理后可用于中水回用。
        二、MBR技术优点
        1、出水水质好且稳定
        膜具有较好的分离效果,能够使活性污泥和水得到很好的分离效果。这种处理效果在使用上比传统意义的二沉淀池的作用更明显,出水效果清澈透明,极大的降低了悬浮物的含量,出水的品质基本能够符合生活杂用水的要求,可以以非饮用水的形式进行回收。与此同时,膜分离技术也可以确保废水中的微生物被完全截留在生化反应池内,这使得该净水系统中具有更高的生物浓度,污水中污染物的处理效率也会得到极大的提升,从而确保净化后的水质保持较高的水平,得到稳定的产水,并应用于园林绿化、工业生产等需求中。
        2、提高难降解的有机物的去除效率
        MBR能截留微生物于生化反应池中的能力比传统活性污泥法较好。由于微生物完全被截流在生物反应器内,从而有利生长速率缓慢的微生物如硝化细菌的截留生长,在较短的水力停留时间下,可提高系统的硝化效率,提升氨氮的硝化作用。同时,固体停留时间可相当长,可延长一些难降解的有机物在系统中的水力停留时间,有利于去除难降解的有机污染物。
        3、污泥产率低
        膜生物反应器能将污泥完全截留在生物反应器内,实现不排泥操作,污泥零排放,反应器内营养物质相对缺乏,微生物处在内源呼吸区,使得剩余污泥的产量很少,污泥产率低。
        4、占地面积小,不受场合限制
        在所使用的生物反应器的内部,微生物浓度较高,单位体积承受的负荷也较高,从而可以减少反应池的数量与体积。在这一处理单元中,并不需要使用沉淀单元,这种模式可以进一步减少空间的使用,所占用的土地面积也大大减少。使用的工艺流程较为简单,总体结构较为节省,使用上不会因空间的制约而受到限制。
        5、易于改造
        MBR系统不但可以缩短HRT,又可以维持较长的SRT操作处理程序,有助于提升生物系统的稳定性,而较短的HRT可以节省反应池建造体积,降低初次投资成本。该工艺可以作为传统污水处理工艺的深度处理单元。在城市二级污水处理厂增加MBR工艺环节,既可使污水进行深度处理,实现污水的回用,又做到不大幅扩大污水处理厂规模,增加污水处理能力。


        三、MBR工艺在污水处理中的应用
        1、在生活污水处理的应用
        当前污水处理设施主要以城市污水处理厂为主,如昆明第四水质净化厂(设计处理水量为60000m3/d)、无锡市城北污水处理厂四期工程(设计处理水量为50000m3/d)、广州市京溪污水处理厂(设计处理水量为100000m3/d)]等大型污水处理厂均开始采用MBR膜处理技术。昆明第四水质净化厂由ICEAS改造为MBR,该厂MBR工艺运行以来,膜池MLSS稳定控制在5000~7000mg/L,出水TN<10mg/L。无锡市城北污水处理厂四期工程由于建设用地少、出水水质要求高,故采用了MBR膜处理技术。经MBR膜处理,污水处理厂出水稳定,出水COD<50mg/L、SS<50mg/L、总氮<15mg/L。广州市京溪污水处理厂采用MBR膜处理技术处理市政污水,考察了膜生物反应器对生活污水中COD、氨氮、浊度等的去除效果。结果表明,MBR稳定运行期间能有效抵御各种冲击负荷,出水水质稳定,对COD、氨氮、浊度的平均去除率分别达到91%、98.9%、99.5%。
        2、在焦化废水处理的应用
        在能源生产中,我国依然是以煤炭资源为主,但是在煤炭资源受到高温蒸馏处理后,会产生很多的焦化废水,这些焦化废水当中含有非常多的酚离子、铵离子以及难以降解的化合物,这些物质多数都是有毒物质,并且焦化水中的污染物整体上呈现为胶状形态。所以,在焦化水处理当中,仅凭借传统过滤处理方法远远不够,污染物过滤效率低、质量低。而采用MBR技术并配合电解反应器,能够分解焦化水中的浮化油、氰化物,采用多次反复循环的降解方法,即可将焦化水中有毒物质排除干净,并统一进行处理,从而确保水质能够达到日常排放或日常使用的标准。
        3、在市政用水的应用
        MBR技术在各个领域中的应用都十分广泛,北京奥运会上的马术赛场就采用了国际上顶端的MBR技术。MBR技术在市政用水方面采用了集约化设备,所占空间面积非常小,并且可以有效的提高节能效率。同时,在实际运行中,MBR技术还可以将结合网络技术、传感技术实现水质的动态监测,确保城市用水的安全性。自从20世纪末以来,我国已全面开始发展污水处理与回用技术,MBR技术在实际应用中也变得愈加广泛,并以每年20%的增长速度遥遥领先于污水处理领域的其他技术。现如今,城市水生态发展当中MBR技术已经成为了一种不可或缺的工艺。
        四、结束语
        随着科学技术的不断发展,众多新型技术开始在污水处理中得到实践应用。其中MBR生物膜反应器是其中的一种。该技术既使用了膜分离工艺,又结合了生物处理方法,具有污泥浓度高、处理水质好、节约占地等众多优点。作为一种新型的污水处理工艺,MBR具有一些其它污水处理方法所无法比拟的优势,与此同时,我们还要关注和研发膜的污染处理和回收问题,其前景更加可观。
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