膜生物反应技术被越来越多的应用于污水处置,其处置后的水质可到达国度污水排放一级A规范,可用于绿化浇灌、景观补充水、洗车、马路降尘和冲厕、消防、冲洗等非饮用水场所。其技术能够在环境工程中用于汽车清洗水的循环运用、垃圾渗沥液的处置、含油废水的处置、生活污水处置、地表水的纯化等方面。
1、膜生物反应技术
膜生物反应技术是膜技术和生物降解作用相结合的产物,膜生物反应器(MBR)是其技术的详细完成方式,被普遍的用于生活和工业污水处理和水资源回收应用上。
膜技术是指应用膜的通透性对液体实施“筛分”,完成物质的浓缩和分离。膜过滤有微滤(MF)、超滤(UF)和纳滤(NF)。微滤(MF)主要用于较大颗粒的分离浓缩;超滤(UF)膜孔径在0.1~5μm之间可完成从液相中分离大分子或颗粒状物质,如粘土、矿物料、颜料、乳液粒子、微生物以及乳液,经过金属离子、高分子物质和可溶性溶质先与适宜的大分子分离,也能够从水溶液中把这些物质分离,可到达净化、浓缩的目的,污水处置主要采用超滤膜;纳滤主要用于海水淡化脱盐。
我们晓得在常规的污水处置过程中,微生物经过其对有机物降解作用,完成有机物氧化和合成,完成水处置COD指标。
膜生物反应器完成了膜过滤和生物降解的功用,由于超滤膜对微生物的截留过滤作用,使得MLSS—混合液悬浮固体浓度特别有意义的是降解微生物浓度增加,可完成有机物快速降解,从而提升污水处置效率。
2、膜生物反应器的分类和特性
目前膜生物反应器可分为三类:
(1)膜分离生物反应器,用于污水处置固液分离。
(2)膜曝气生物反应器,用于气体质量传送,为需氧降解工艺供氧,能够完成处置工艺无泡曝气,可完成提升反应器的传氧效率。
(3)萃取膜生物反应器,主要用于处置收回工业废液中优先污染物。经过膜选择性通透,用于提取特定的污染物。
三种膜生物反应器构造表示图:
按膜组件放置方式膜生物反应器可分为:一体式和分体式膜生物反应器;依照能否需氧可分为:需氧和厌氧两种膜生物反应器。
分体式把生物反应器与膜组件分别放置,混合液经泵压进入膜组件,在压差作用下液体透过膜构成系统出水,活性污泥被膜截留回流到生物反应器内。
一体式是将膜组件放置于反应器中,经过真空泵抽吸或自然虹吸得到过滤液,清洗膜所需的错流是空气搅动所产生,空气参加于膜的正下方,混合液随同气流向上,膜外表构成混合液剪切力,减少膜外表物质沉降,从而减低膜的污染。一体式膜生物反应器,其工艺是常规污水生物降解技术与膜分离过滤技术的分离。有机污水在经生物降解后,应用微滤膜或超滤膜完成污水的固液分离,到达污水的净化。膜组件在这里的作用是取代常规污水处置工艺中的二沉池、沉降过滤单元,使水力停留时间和污泥龄不再关联,可保证出水的稳定和水质的优秀。一体式优点是占空中积少,低能耗,可模块化建立成系列才能的污水处置站或污水处置厂。
需氧膜生物反应器主要应用在城市和工业污水处置上,可完成城市污水处置水资源回收应用,在工业中可去除特定污染物,如处置工业含油脂类的废水。
厌氧膜生物反应器是一种低能耗、易操作、更高效的膜生物反应器。其坚持了高污泥浓度和长污泥时间停留,缩短了水力停留时间,改善了出水水质。如我们把膜单元和UASB分离,使固、液分离不再需求设计三相分离器,膜分离过滤作用可使两相厌氧膜生物反应器产酸菌浓度增加,可完成产酸发酵反应才能速度加快,完成高酸化率。由于厌氧膜生物反应器没有曝气过程,可采用分体式来完成厌氧污泥的悬浮状态,完成高浓度有机污水的厌氧处置。
经过膜生物反应器的分类和叙说,可见膜生物反应用具有高分离效率,高活性污泥的浓度(反应池中的MISS能够到达10000mg/L),可完成理想的水质处置效果(到达国度污水排放一级A规范),系统传氧效率由于膜而得到提升,污泥产率低理论上零排放。
3、膜生物反应技术的开展局限
膜生物反应技术有其局限性,概括的说就是膜组件的价钱昂扬,膜寿命有限和膜容易受污染形成生产才能降落,现代技术还未能完整处理。
膜的资料和生产工艺复杂,价钱昂贵,属高科技。目前商品化的UF膜的制造是由相转化法采用聚合物资料制备的,资料有有机和无机两种,包括:聚砜(PSF)/聚醚砜/(PES)磺化聚砜/聚砜酰胺(PSA),聚丙烯腈(PAN),聚脂肪酰胺,聚偏二氟乙烯(PVDF),复合UF膜,聚酰亚胺(PI)/芳香聚酰胺(PA),纤维素(CA,CTA及再生纤维素),聚醚醚酮(PEEK),陶瓷膜(氧化铝、氧化锆,[其皮层经过溶胶———凝胶法制备])。不同的膜具有不同的特性和耐性,如陶瓷膜可耐温。在污水处置工程中可依据污水的成分特征和详细工况选择膜的材质,对膜来说可依据请求做成各种外形:管式、板式、板框式、中空纤维式,来合适不同的构造请求。
膜很容易被污染,形成膜孔隙阻塞,生产才能会降落,当膜孔隙阻塞到一定水平且不能清洗恢复时,膜就要被废弃,这也是运用膜生物反应技术因运用本钱高,推行受限的缘由。
现阶段膜生物反应器主要用于原有污水处置系统扩容、提标,中水回用,市政生活污水处置新建,乡村生活污水处置及中水回用,受场地限制、水资源缺乏地域、工矿企业、旅游景区、边防哨所等的生活污水处置和回用。
4、技术应用瞻望
随着科技提升和膜技术的成熟,膜的质量、寿命将会得到提升,膜组件价钱将会进一步降低,运用膜生物反应技术处置污水本钱会越来越低。同时,由于国度对环境污水管理力度加大,水资源的日渐干涸,膜生物反应技术必将被普遍运用来处置污水和实施水资源回收应用。