《膜生物反應(yīng)器工藝》PPT課件

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1、利 用 浸 沒(méi) 式 中 空 纖 維膜 生 物 反 應(yīng) 器 的 橫 向振 動(dòng) 控 制 結(jié) 垢 陳 超化 學(xué) 工 程10011316109 背 景 研 究 內(nèi) 容 與 方 法 技 術(shù) 路 線1 2 3 4目錄 預(yù) 期 的 目 標(biāo) 01背景 1.1 背景 MBR 水 是 人 類(lèi) 生 存 的 根 本 ,是 人 類(lèi) 經(jīng) 濟(jì) 發(fā) 展 和 社 會(huì) 進(jìn) 步 的 生命 線 ， 是 實(shí) 現(xiàn) 可 持 續(xù) 發(fā) 展 的 物 質(zhì) 基 礎(chǔ) 。 在 世 紀(jì) 的 今 天 ， 水 資源 問(wèn) 題 已 經(jīng) 成 為 全 球 資 源 環(huán) 境 的 首 要 問(wèn) 題 ， 直 接 影 響 、 制 約著 人 類(lèi) 社 會(huì) 的 生 存 和 發(fā) 展 。

2、 水 量 少分 布 不 均 我 國(guó) 全 部 水 資 源 總 量 為 巧 億 ,位 居 世 界 第 六 位 ,但是 由 于 人 口 眾 多 ,人 均 占 有 量 為 ,僅 為 世 界 人 均 占 有 量的 ,耕 地 面 積 占 有 水 量 僅 為 世 界 平 均 水 平 的 。 同 時(shí) 由 于 我 國(guó) 地 域 遼 闊 ,地 形 復(fù) 雜 ,造 成 了 我 國(guó) 水 資 源 在 時(shí) 空 分 布 上 極 不 均 勻 。 占 國(guó) 土 面 積 的 西 北 干 旱和 半 干 旱 地 區(qū) ,水 資 源 量 只 有 全 國(guó) 的 。 而 占 國(guó) 土 面 積 的東 南 部 ,其 水 資 源 量 占 全 國(guó) 的 。 而

3、 且 西 北 干 旱 和 半 干 旱地 區(qū) 水 資 源 時(shí) 程 變 幅 大 ,冬 春 少 雨 ,夏 秋 多 雨 ,造 成 了 降水 量 和 徑 流 量 年 際 年 內(nèi) 變 化 很 大 ,更 給 這 些 地 區(qū) 水 資 源的 利 用 帶 來(lái) 了 困 難 。 1.2 膜生物反應(yīng)器及其優(yōu)點(diǎn) MBR膜 生 物 反 應(yīng) 器具 有 以 下 優(yōu) 點(diǎn) ： 1.出 水 水 質(zhì) 好 ， 出 水 經(jīng) 消 毒 后 可 直 接 回 用 。2.容 積 負(fù) 荷 高 、 結(jié) 構(gòu) 緊 湊 、 占 地 面 積 小 ， 易 于 實(shí) 現(xiàn) 自 動(dòng) 化 、 操 作 管 理 方 便 。3.以 膜 截 留 代 替 傳 統(tǒng) 工 藝 中 的 二

4、 沉 池 ， 克 服 了 傳 統(tǒng) 活 性 污 泥 法 因 污 泥 膨 脹 而 帶 來(lái) 的問(wèn) 題 ， 同 時(shí) 實(shí) 現(xiàn) 了 固 體 停 留 時(shí) 間 和 水 力 停 留 時(shí) 間 的 相 互 獨(dú) 立 ， 這 樣 在 生 物 處 理 單 元中 可 以 保 持 很 長(zhǎng) 的 污 泥 齡 ， 為 世 代 周 期 較 長(zhǎng) 的 自 養(yǎng) 菌 創(chuàng) 造 生 存 條 件 ， 實(shí) 現(xiàn) 了 傳 統(tǒng) 工藝 難 以 達(dá) 到 的 硝 化 作 用 。4.污 泥 濃 度 高 、 污 泥 齡 長(zhǎng) 、 剩 余 污 泥 少 且 無(wú) 需 消 化 可 直 接 脫 水 處 理 ， 既 減 少 了 對(duì) 外 界環(huán) 境 的 影 響 ， 又 節(jié) 省 了

5、污 泥 處 置 的 費(fèi) 用 。 1.3 SMBRMBR 它 代 表 了 一 種 用 于 廢 水 處 理 的 先 進(jìn) 技 術(shù) ， 它可 以 節(jié) 省 操 作 空 間 并 降 低 過(guò) 程 的 能 耗 。 生 物 反 應(yīng)器 可 以 完 全 保 留 細(xì) 菌 和 生 物 質(zhì) 并 且 與 膜 組 件 分 離一 起 ， 也 產(chǎn) 生 優(yōu) 異 的 質(zhì) 量 效 率 。 浸 沒(méi) 膜 補(bǔ) 充 單 元通 常 使 用 孔 徑 小 于 0.2 m的 超 濾 膜 或 微 孔 膜 （ UF / MF） 膜 。 浸 沒(méi) 式 膜 生 物 反 應(yīng) 器 （ SMBR） 將常 規(guī) 生 物 反 應(yīng) 器 和 浸 沒(méi) 膜 組 合 過(guò) 濾 單元

6、一 起 作 為 處 理 設(shè) 施 。浸 沒(méi) 式 膜 生 物 反 應(yīng) 器 1.4 SMBR的發(fā)展MBR 具 有 上 述 優(yōu) 點(diǎn) ， SMBR已 經(jīng) 在 過(guò) 去 二 十 年 被 廣 泛采 用 和 研 究 。 然 而 ， SMBR應(yīng) 用 的 主 要 挑 戰(zhàn) 仍 然 是 膜污 染 ， 膜 污 染 可 以 導(dǎo) 致 膜滲 透 性 的 顯 著 降 低 以 及 更頻 繁 的 膜 清 潔 和 替 換 ， 從而 增 加 操 作 成 本 。 已 采 用 幾 種 方 法 來(lái) 減 少 SMBR中 的 膜 污 染 ， 包 括 （ i） 給 水 的預(yù) 處 理 ； （ ii） 改 善 膜 性 能 和 （iii） 通 過(guò) 空 氣

7、 噴 射 優(yōu) 化 流 體 動(dòng)力 學(xué) 條 件 。以 往 采 用 降 低 膜 污 染 的 方 法 ： 1.5 研究背景 它 們 的 有 效 性 歸因 于 振 動(dòng) 產(chǎn) 生 增 強(qiáng) 的膜 表 面 附 近 的 剪 切 應(yīng)力 ， 減 少 了 來(lái) 自 大 量 進(jìn) 料 的 污 垢 沉 積 。 比 較 了 充 氣和 振 動(dòng) 膜 過(guò) 濾 系統(tǒng) 的 使 用 。 得 出結(jié) 論 ， 振 動(dòng) 膜 過(guò)濾 相 對(duì) 于 充 氣 系統(tǒng) 在 結(jié) 垢 控 制 和能 量 消 耗 方 面 具有 明 顯 的 優(yōu) 勢(shì) 。 最 近 ， 已 經(jīng) 提 出 在 SMBR中 使 用 膜 振 動(dòng) 作 為 膜 的 結(jié) 垢 控 制 的 替 代 方 案 。

8、研 究 了 橫 向 葉 片膜 的 縱 向 振 動(dòng) 和 凝 聚 劑 添 加 以 提 高 浸 沒(méi) 中 空 纖 維 膜 的 過(guò) 濾 性 能 。MBR 02研 究 內(nèi) 容與 方 法 2.1 材料與方法 MBR 模 塊 II可 以 容 納 多 達(dá) 200個(gè) 纖 維 （ 排列 成 5行 ， 每 行 有 40個(gè) 纖 維 ） 。 模 塊 是 有 一 個(gè) 5 5的 膜 纖 維 束 ，長(zhǎng) 度 為 18厘 米 ， 纖 維 間 距 為 5毫 米 。 在 實(shí) 驗(yàn) 中 使 用 兩 種 類(lèi) 型 的 膜 模 塊 （ 模 塊 I和 II） ：模 塊 I用 于 短 期 試 驗(yàn) ， 模 塊 II用 于 短 期 和 長(zhǎng) 期 試 驗(yàn)

9、。 2.2 實(shí)驗(yàn)裝置 MBR 兩 種 設(shè) 置 都 包 括 反應(yīng) 器 ， 振 動(dòng) 機(jī) 構(gòu) 和 滲透 測(cè) 量 設(shè) 備 。 設(shè) 置 使 用 膜 組 件 I， 這 種 設(shè)置 允 許 橫 向 和 縱 向 振動(dòng) ， 并 且 它 主 要 用 于短 持 續(xù) 時(shí) 間 測(cè) 試 。 2.2 實(shí)驗(yàn)裝置 MBR 長(zhǎng) 時(shí) 間 試 驗(yàn) 在裝 置 中 用 模 塊 使 用 橫 向 振 動(dòng) 進(jìn) 行 。 設(shè) 置 包 括 兩 個(gè) 有機(jī) 玻 璃 容 器 ， 進(jìn) 料罐 和 反 應(yīng) 器 罐 ， 并且 流 出 物 連 接 到 排出 物 。 2.3 分析方法 MBR 對(duì) 于 長(zhǎng) 期 試 驗(yàn) ， MLSS和 MLVSS的 濃 度 根 據(jù) 標(biāo) 準(zhǔn)

10、 方 法 進(jìn) 行 定 量 以 及 測(cè) 定 COD。通 過(guò) 離 子 色 譜 測(cè) 量 由 NO3-N表 示 的 氮 濃 度 。 如 一 些 報(bào) 道 表 示 ， 已 經(jīng) 發(fā) 現(xiàn) SMP和 EPS對(duì)膜 過(guò) 濾 性 能 具 有 顯 著 影 響 。 碳 水 化 合 物 和 蛋 白 質(zhì) 是 主 要 的 SMP和 EPS組 分 ， 并 且 監(jiān)測(cè) 它 們 在 長(zhǎng) 時(shí) 間 測(cè) 試 中 的 濃 度 以 量 化 在 膜 振 動(dòng) 下 的 生 物 效 應(yīng) 。 將 來(lái) 自 反 應(yīng) 器 的 收 獲的 混 合 液 的 樣 品 在 4000rpm離 心 10分 鐘 以 分 離 上 清 液 和 污 泥 。 上 清 液 在 用 0.

11、45m乙酸 纖 維 素 膜 （ CA， Fisher Scientific） 過(guò) 濾 后 ， 被 認(rèn) 為 是 SMP。 然 后 將 污 泥 用 相 同 體積 的 Milli-Q水 重 懸 ， 并 置 于 80 的 水 浴 中 30分 鐘 ， 之 后 將 樣 品 以 4000rpm離 心 10分鐘 ， 上 清 液 通 過(guò) 0.45mCA膜 過(guò) 濾 ， 滲 透 物 被 認(rèn) 為 是 EPS。 分 析 SMP和 EPS兩 者 的 碳水 化 合 物 和 蛋 白 質(zhì) 級(jí) 分 。 碳 水 化 合 物 和 蛋 白 質(zhì) 通 過(guò) 苯 酚 -硫 酸 法 （ 使 用 葡 萄 糖 作 為 標(biāo)準(zhǔn) 品 ） 和 改 進(jìn) 的

12、Lowry法 ， 分 別 使 用 牛 血 清 白 蛋 白 （ BSA） 作 為 標(biāo) 準(zhǔn) 進(jìn) 行 測(cè) 定 。 03技 術(shù) 路 線 Part 13.1 技 術(shù) 路 線 操 作 路 線短 期 測(cè) 試 振 動(dòng) 頻 率 的 影 響間 歇 振 動(dòng) 的 影 響橫 向 和 縱 向 振 動(dòng) 之 間 的 比 較振 動(dòng) 和 空 氣 噴 射 過(guò) 程 的 比 較長(zhǎng) 時(shí) 間 測(cè) 試 3.2 數(shù)據(jù)分析與結(jié)果討論 MBR 04預(yù) 期 的 目 標(biāo) 4.1預(yù)期目標(biāo) MBR 在 本 研 究 中 通 過(guò) 實(shí) 驗(yàn) 研 究 好 氧 生 物 反 應(yīng) 器 中 橫 向 振 動(dòng) 對(duì) SMBR的 污 染控 制 。 進(jìn) 行 了 混 合 液 中 膜 過(guò) 濾 的 短 期 和 長(zhǎng) 期 測(cè) 試 。 本 研 究 的 總 體 可 以 表 明 ， 在 SMBR中 使 用 橫 向 膜 振 動(dòng) 能 夠 有 效 控 制膜 污 染 ， 且 可 以 達(dá) 到 社 會(huì) 、 經(jīng) 濟(jì) 、 環(huán) 保 效 益 ， 是 將 來(lái) 進(jìn) 一 步 探 討 的 實(shí) 用和 有 益 的 技 術(shù) 。