膜生物反应器课件.ppt

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1、水处理基础知识第六章膜生物反应器（MBR）一、MBR的原理膜生物反应器(英文名称为MembraneBioreactor，缩写为MBR)。MBR将生物反应器和膜分离过程相结合的一种新型工艺，其最大的特点就是采用膜组件代替传统生物处理中的二沉池。污水中的污染物首先在生物反应器中进行生物降解，同时生物反应器内的混合液在膜两侧压力差的作用下，水和小于膜孔径的小分子溶质透过膜，即为处理后出水。微生物及大分子溶质被膜截留，从而替代沉淀池完成其与处理出水的分离过程。一、MBR的原理在传统的污水生物处理技术中，泥水分离是在二沉池中靠重力作用完成的，其分离效率依赖于活性污泥的沉降性能，沉降性越好，泥水分离效率越

2、高。而污泥的沉降性取决于曝气池的运行状况，改善污泥沉降性必须严格控制曝气池的操作条件，这限制了该方法的适用范围。由于二沉池固液分离的要求，曝气池的污泥不能维持较高浓度，一般在1.5~3.5g/L左右，从而限制了生化反应速率。水力停留时间（HRT）与污泥龄（SRT）相互依赖，提高容积负荷与降低污泥负荷往往形成矛盾。系统在运行过程中还产生了大量的剩余污泥，其处置费用占污水处理厂运行费用的25%～40%。传统活性污泥处理系统还容易出现污泥膨胀现象，出水中含有悬浮固体，出水水质恶化。一、MBR的原理和特点MBR工艺通过将分离工程中的膜分离技术与传统废水生物处理技术有机结合，不仅省去了二沉池的建设，而且

3、大大提高了固液分离效率，并且由于曝气池中活性污泥浓度的增大和污泥中特效菌(特别是优势菌群)的出现，提高了生化反应速率。同时，通过降低F/M比减少剩余污泥产生量（甚至为零），从而基本解决了传统活性污泥法存在的许多突出问题。一、MBR原理1、出水水质好在MBR中，降解时间较长的可溶性大分子化合物可以被膜截留下来并与污泥一起返回到生物反应器中，使这些化合物在生物反应器中的停留时间变长，从而有利于微生物对这些化合物的降解；同时较长的SRT可以使世代时间较长的硝化细菌能够在生物反应器中积累，提高了硝化效果。因此MBR出水有机物含量较低，且总氮和总磷的含量也远远低于传统活性污泥法。同时，由于膜单元采用微滤

4、膜或超滤膜，因而不仅对水中悬浮物截留率高，而且可以去除细菌。MBR特点：一、MBR原理2、工艺参数易于控制在MBR中，用膜组件代替二沉池，可以同时实现较短的HRT（水力停留时间）和很长的SRT(污泥龄）。同时，MBR中由于膜对污泥的截留，可以在很大程度上消除污泥膨胀现象。污泥龄SRT是指在反应系统内，微生物从其生成到排出系统的平均停留时间，也就是反应系统内的微生物全部更新一次所需的时间。从工程上说，在稳定条件下，就是曝气池中工作着的活性污泥总量与每日排放的剩余污泥数量的比θc。MBR特点：一、MBR原理污泥龄SRT是活性污泥在曝气池中的平均停留时间，即SRT=曝气池中的活性污泥量/每天从曝气池

5、系统排出的剩余污泥量SRT=（X*VT）/（QS*XR+Q*XE）式中SRT——污泥龄，dX——曝气池中的活性污泥浓度，即MLSS，kg/m3VT——曝气池总体积，m3QS——每天排出的剩余污泥体积，m3/dXR——剩余污泥浓度，kg/m3Q——设计污水流量，m3/d?XE——二沉池出水的悬浮固体浓度，kg/m3一般在前置反硝化工艺中，回流比取2.0。若希望进一步提高反硝化率，可继续提高回流比。但必须注意，最大回流比为4.0，且回流比较高时存在着将过多的溶解氧带入反硝化区的危险。为了减少循环回流中的溶解氧，可在曝气池末端设置隔离区域，减少该区中的曝气量。一、MBR原理水力停留时间HRT是指待处

6、理污水在反应器内的平均停留时间，也就是污水与生物反应器内微生物作用的平均反应时间（池容/进水流量就是水力停留时间）。因此，如果反应器的有效容积为V（立方米），则：HRT=V/Q(h)3、耐冲击负荷MBR中生物反应器中的微生物浓度比普通生物反应器高得多，装置处理容积负荷大，同时当进水中有机物浓度变化较大时，有机负荷率(单位质量的微生物在单位时间内承受的有机物质量)变化不大，系统去除有机物的效果变化不大。一、MBR原理4、污泥产生量少生物反应器中的污泥浓度很高，因此污泥负荷F/M较低，污泥产量很低。5、易于自动控制MBR系统结构简单，运行灵活稳定，容易操作和实现自动化。但MBR也存在缺点：由于存在

7、膜污染，需要定期反冲洗和化学清洗；膜需要定期更换；能耗较一般生化处理方法要高。MBR特点：二、MBR工艺类型MBR工艺分类分类依据种类膜组件与生物反应器组合方式分置式、一体式、（一体）复合式膜组件管式、板框式、中空纤维式等膜材料有机膜、无机膜压力驱动形式外压式、抽吸式生物反应器好氧、厌氧曝气生物反应器、萃取膜生物反应器、膜分离生物反应器二、MBR工艺类型膜组件和生物反应器分开设置。生物反应器中的混