《D膜生物反應(yīng)器》PPT課件.ppt

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膜生物反應(yīng)器（ Membrane Bioreactor ）,主 要 內(nèi) 容,,,MBR的經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析,4,,,MBR運(yùn)行的影響因素,3,,一、 MBR的原理,膜生物反應(yīng)器 (英文名稱為Membrane Bioreactor，縮寫為MBR)。 MBR將生物反應(yīng)器和膜分離過程相結(jié)合的一種新型工藝，其最大的特點(diǎn)就是采用膜組件代替?zhèn)鹘y(tǒng)生物處理中的二沉池。污水中的污染物首先在生物反應(yīng)器中進(jìn)行生物降解，同時(shí)生物反應(yīng)器內(nèi)的混合液在膜兩側(cè)壓力差的作用下，水和小于膜孔徑的小分子溶質(zhì)透過膜，即為處理后出水。微生物及大分子溶質(zhì)被膜截留，從而替代沉淀池完成其與處理出水的分離過程。,,,,,,,,,,,一、 MBR的原理,,,,,,,,,,,一、 MBR的原理和特點(diǎn),,一、 MBR原理,1、出水水質(zhì)好 在MBR中，降解時(shí)間較長(zhǎng)的可溶性大分子化合物可以被膜截留下來并與污泥一起返回到生物反應(yīng)器中，使這些化合物在生物反應(yīng)器中的停留時(shí)間變長(zhǎng)，從而有利于微生物對(duì)這些化合物的降解；同時(shí)較長(zhǎng)的SRT可以使世代時(shí)間較長(zhǎng)的硝化細(xì)菌能夠在生物反應(yīng)器中積累，提高了硝化效果。因此MBR出水有機(jī)物含量較低，且總氮和總磷的含量也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)活性污泥法。同時(shí)，由于膜單元采用微濾膜或超濾膜，因而不僅對(duì)水中懸浮物截留率高，而且可以去除細(xì)菌。,,,,,,,,,,MBR特點(diǎn)：,,一、 MBR原理,2、工藝參數(shù)易于控制 在MBR中，用膜組件代替二沉池，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)較短的HRT和很長(zhǎng)的SRT。同時(shí)，MBR中由于膜對(duì)污泥的截留，可以在很大程度上消除污泥膨脹現(xiàn)象。 3、耐沖擊負(fù)荷 MBR中生物反應(yīng)器中的微生物濃度比普通生物反應(yīng)器高得多，裝置處理容積負(fù)荷大，同時(shí)當(dāng)進(jìn)水中有機(jī)物濃度變化較大時(shí)，有機(jī)負(fù)荷率(單位質(zhì)量的微生物在單位時(shí)間內(nèi)承受的有機(jī)物質(zhì)量)變化不大，系統(tǒng)去除有機(jī)物的效果變化不大,,,,,,,,,,MBR特點(diǎn)：,,一、 MBR原理,4、污泥產(chǎn)生量少 生物反應(yīng)器中的污泥濃度很高，因此污泥負(fù)荷F/M較低，污泥產(chǎn)量很低。 5、易于自動(dòng)控制 MBR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行靈活穩(wěn)定，容易操作和實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。 但MBR也存在缺點(diǎn)：由于存在膜污染，需要定期反沖洗和化學(xué)清洗；膜需要定期更換；能耗較一般生化處理方法要高。,,,,,,,,,,MBR特點(diǎn)：,二、MBR工藝類型,優(yōu)點(diǎn)： (1) 膜組件與生物反應(yīng)器之間的相互影響小 (2) 單位面積膜的水通量大 (3) 運(yùn)行穩(wěn)定可靠，操作管理容易 (4) 易于膜的清冼、更換和增設(shè),,缺點(diǎn)： (1)為減少污染物在膜表面的沉積，需要較高的膜面流速，因而配置的超濾循環(huán)泵需要較高的流量，能耗很高，一般為6～8Kw?h/m3 (2)循環(huán)泵內(nèi)的高剪切力會(huì)引起生物絮體的破壞，導(dǎo)致生物活性的降低,二、MBR工藝類型,優(yōu)點(diǎn)： (1)體積小，整體性強(qiáng)。膜組件直接置于生物反應(yīng)器中，大大減少了占地面積 (2)運(yùn)行動(dòng)力費(fèi)用低。膜表面的錯(cuò)流是靠空氣攪動(dòng)產(chǎn)生的，混合液隨氣流向上流動(dòng)，在膜表面產(chǎn)生剪切應(yīng)力，在這種剪切應(yīng)力的作用下，沉積在膜表面的顆粒容易脫離膜表面，因此不需要功率較大的循環(huán)泵,,缺點(diǎn)： (1) 需要定期將膜組件取出生物反應(yīng)器進(jìn)行化學(xué)清洗，因而管理方面上不及分置式； (2) 出水不連續(xù)； (3) 單位膜面積膜的產(chǎn)水量較低，一般僅為5-10L/m2?h。,二、MBR工藝類型,MBR處理系統(tǒng)實(shí)景照片,二、MBR工藝類型,MBR處理系統(tǒng)實(shí)景照片,二、MBR工藝類型,MBR系統(tǒng)中所用的膜,,三、 MBR運(yùn)行的影響因素,有機(jī)負(fù)荷： 在好氧MBR中，污泥濃度隨容積負(fù)荷的增加迅速升高，有機(jī)物去除速率加快，污泥負(fù)荷基本保持不變，從而抑制出水水質(zhì)的惡化；而在厭氧MBR中，污泥濃度升高緩慢，污泥負(fù)荷與容積負(fù)荷幾乎呈正相關(guān)關(guān)系，因此厭氧MBR出水水質(zhì)易受容積負(fù)荷的影響。,,,,,,,,,,1、影響MBR穩(wěn)定運(yùn)行的生物動(dòng)力學(xué)參數(shù),,三、 MBR運(yùn)行的影響因素,,,,,,,,,,,污泥濃度： 污泥濃度是MBR系統(tǒng)的重要參數(shù)，不僅影響有機(jī)物的去除能力，還對(duì)膜通量產(chǎn)生影響。研究成果表明：一定條件下污泥濃度越高，膜通量愈低。但國(guó)內(nèi)學(xué)者在一體式MBR處理生活污水的研究卻發(fā)現(xiàn)：當(dāng)曝氣強(qiáng)度足夠大時(shí)（氣水比近似100：1），MLSS由10g／L變化到35g/L時(shí)，MLSS與膜通量沒有明顯的相關(guān)性；但如果降低曝氣強(qiáng)度，MLSS對(duì)膜通量可能產(chǎn)生一定的影響。,1、影響MBR穩(wěn)定運(yùn)行的生物動(dòng)力學(xué)參數(shù),,三、 MBR運(yùn)行的影響因素,膜的選擇： 膜材料分為有機(jī)膜和無(wú)機(jī)膜兩種。由于較高的投資成本限制了無(wú)機(jī)膜在我國(guó)的廣泛應(yīng)用，國(guó)內(nèi)MBR普遍采用有機(jī)膜，常用的膜材料為聚乙烯、聚丙烯等。分離式MBR通常采用超濾膜組件，截留分子量一般在2～30萬(wàn)。截留分子量越大，初始膜通量越大，但長(zhǎng)期運(yùn)行膜通量未必越大。對(duì)于一體式MBR，既可用超濾膜，也可使用微濾膜。,,,,,,,,,,2、膜分離參數(shù),,三、 MBR運(yùn)行的影響因素,,操作方式的優(yōu)化： 對(duì)于分體式MBR，為了減緩膜污染，反沖洗是維持MBR穩(wěn)定運(yùn)行的重要操作。對(duì)于一體式MBR，縮短抽吸時(shí)間或延長(zhǎng)停吸時(shí)間和增加曝氣量均有利于減緩膜污染，抽吸時(shí)間對(duì)膜阻力的上升影響最大，曝氣量其次。,,,,,,,,,,水力學(xué)特性的改善： 對(duì)于分體式MBR，可以提高流體的進(jìn)水流速，減少濃差極化，使被截留的溶質(zhì)及時(shí)被帶走。對(duì)于一體式MBR，設(shè)計(jì)合理的流道結(jié)構(gòu)，提高曝氣強(qiáng)度，使較大的曝氣量起到了沖刷膜表面的錯(cuò)流過濾效果顯得尤為重要。,2、膜分離參數(shù),,四、 MBR技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析,對(duì)MBR和傳統(tǒng)生物處理方法（以生物接觸氧化為例）進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較： 1、鋒尚國(guó)際公寓中水處理工程：原水為洗浴廢水，水量240m3/d，采用一體式MBR工藝，采用日本三菱公司生產(chǎn)的中空纖維膜，要求處理出水達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)。 2、陽(yáng)光100國(guó)際公寓中水處理工程：原水為洗浴廢水，水量240m3/d，采用碧水源公司生產(chǎn)的pwbx-240一體式中水接觸氧化設(shè)備一套，要求處理出水達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)。,,,,,,,,,,,四、 MBR技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析,,,,,,,,,,鋒尚國(guó)際公寓膜生物反應(yīng)器出水水質(zhì)明顯優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定，平均出水COD為17.25mg/l, 平均去除率91％。雖然原水COD變化較大，出水水質(zhì)均能保持在45mg/l以下。陽(yáng)光100生物接觸氧化工藝出水雖然也能滿足中水標(biāo)準(zhǔn)，但平均出水COD較高，為36mg/l，平均COD去除率75％并且變化較大，出水明顯受原水水質(zhì)狀況的影響。,,四、 MBR技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析,,,,,,,,,,LAS是洗浴廢水中主要的污染成分，對(duì)LAS去除的效果是中水處理工藝優(yōu)劣的重要指標(biāo)。從監(jiān)測(cè)結(jié)果看，鋒尚國(guó)際公寓膜生物反應(yīng)器出水LAS始終低與0.25mg/l，平均0.16mg/l，平均去除率97.5%，遠(yuǎn)優(yōu)于陽(yáng)光100的接觸氧化工藝（平均出水LAS 0.9mg/l）。,,四、 MBR技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析,,,,,,,,,,膜生物反應(yīng)器對(duì)氨氮有很好的去除效果，出水平均氨氮為0.75mg/L，去除率達(dá)95％，接觸氧化法工藝氨氮去除效果較差，出水氨氮平均5.75mg/l，去除率44％。由于膜分離對(duì)硝化細(xì)菌的高效截留作用，生物反應(yīng)器內(nèi)可以維持高濃度的硝化細(xì)菌，因此可以獲得非常高的硝化效果，氨氮去除率可以達(dá)到95%以上。,,,四、 MBR技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析,,,,,,,,,,膜生物反應(yīng)器投資明顯高于生物接觸氧化工藝，噸水投資約高出16％以上，主要是設(shè)備投資明顯增大，前者要比后者設(shè)備投資高出40％。但從設(shè)備占地面積看，前者只有后者的一半。如果將占地所產(chǎn)生的成本折算，應(yīng)可抵消膜生物反應(yīng)器的設(shè)備投資增加部分，因此從投資經(jīng)濟(jì)性來看，兩種工藝應(yīng)基本相當(dāng)。,,,四、 MBR技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析,,,,,,,,,,,,四、 MBR技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析,,,,,,,,,,大連香格里拉大飯店中水回用工程運(yùn)行費(fèi)用,,五、 MBR工藝設(shè)計(jì),,,,,,,,,,反應(yīng)器主體,膜材料與組件,附屬裝置與系統(tǒng),,,,,,,,,預(yù)處理系統(tǒng),污泥處理設(shè)施,自控系統(tǒng),MBR,,五、 MBR工藝設(shè)計(jì),,,,,,,,,,1、工藝路線的選擇,生活污水,針對(duì)生活污水的推薦工藝流程,,五、 MBR工藝設(shè)計(jì),,,,,,,,,,工業(yè)廢水,針對(duì)工業(yè)廢水有機(jī)物去除為主的推薦工藝流程,,五、 MBR工藝設(shè)計(jì),,,,,,,,,,工業(yè)廢水,針對(duì)工業(yè)廢水氨氮去除為主的推薦工藝流程,,五、 MBR工藝設(shè)計(jì),,,,,,,,,,2、膜池的設(shè)計(jì),（1）,（2）,,五、 MBR工藝設(shè)計(jì),,,,,,,,,,3、膜元件的選擇,,,五、 MBR工藝設(shè)計(jì),,,,,,,,,,4、MBR產(chǎn)水系統(tǒng),,五、 MBR工藝設(shè)計(jì),,,,,,,,,,5、MBR反洗氣洗系統(tǒng),空氣,,五、 MBR工藝設(shè)計(jì),,,,,,,,,,6、化學(xué)清洗系統(tǒng),,五、 MBR工藝設(shè)計(jì),,,,,,,,,,,五、 MBR工藝設(shè)計(jì),,,,,,,,,,7、自動(dòng)控制系統(tǒng),,五、 MBR工藝設(shè)計(jì),,,,,,,,,,好氧膜-生物反應(yīng)器處理城市和工業(yè)廢水一些參數(shù),六、MBR應(yīng)用,,,六、 MBR應(yīng)用,,,,,,,,,,1、北小河再生水廠（6萬(wàn)噸/日）,曝氣池,膜處理車間,,,六、 MBR應(yīng)用,,,,,,,,,,原水,出水晶瑩剔透，雜質(zhì)比自來水還少,1、北小河再生水廠（6萬(wàn)噸/日）,,,六、 MBR應(yīng)用,,,,,,,,,,2、密云再生水廠（4.5萬(wàn)噸/日）,MBR反應(yīng)器,出水水質(zhì),,,六、 MBR應(yīng)用,,,,,,,3、中關(guān)村科技園區(qū)軟件園培訓(xùn)中心污水處理工程,,,六、 MBR應(yīng)用,,,,,,,4、沈陽(yáng)統(tǒng)一集團(tuán)食品廢水處理,,,六、 MBR應(yīng)用,,,,,,,5、金威啤酒有限公司污水處理廠,,,六、 MBR應(yīng)用,,,,,,,6、石化污水處理,中石化洛陽(yáng)分公司PTA污水處理與回用工程，5000噸/日 中石化巴陵分公司己內(nèi)酰胺污水處理項(xiàng)，7200噸/日,,,六、 MBR應(yīng)用,,,,,,,7、天津富強(qiáng)集團(tuán)公司污水處理工程,染料廢水有機(jī)物組分復(fù)雜、濃度高、難降解物質(zhì)多、色度高和毒性大，采用傳統(tǒng)處理方法，效果不理想。常用染料主要以芳烴和雜環(huán)化合物為母體，并帶有顯色基團(tuán)及極性基團(tuán)，染料結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，染色性能固然越來越穩(wěn)定，但給印染廢水的處理帶來了更大的困難，尤其是帶有乙烯砜基的活性染料更是生物難降解染料。 膜生物反應(yīng)器作為一種高效水處理技術(shù)，在難降解廢水處理方面體現(xiàn) 出了相當(dāng)?shù)膬?yōu)越性．在印染廢水處理領(lǐng)域具有重要的研究和應(yīng)用價(jià)值。,天津富強(qiáng)集團(tuán)公司印染廢水處理工程 5000噸/日 噸水運(yùn)行費(fèi)用為1.41元/噸。,,六、 MBR應(yīng)用,,,,,,,,,,8、河南華蘭生物工程有限公司制藥廢水MBR處理工程,廢水量：300 m3／d 膜組件：SMBR150型膜元件500片，總膜面積750米2，裝配成10個(gè)膜組件。 水質(zhì)情況：進(jìn)水BOD2000mg／L，出水達(dá)二級(jí)排放水標(biāo)準(zhǔn)。 效果： 達(dá)標(biāo)排放。,,,,,,,,六、 MBR應(yīng)用,,,,,,,9、御橋垃圾焚燒廠滲濾液處理廠,日處理滲濾液300噸 采用MBR＋碟管式反滲透的工藝,,六、 MBR應(yīng)用,,,,,,,10、其它,,六、 MBR應(yīng)用,我國(guó)人均水資源擁有量?jī)H為2250m3/人.年，不足世界平均水平的1／4。在我國(guó)600多個(gè)城市中，有300余座城市缺水。華北地區(qū)人均水資源低于全國(guó)人均水平的1／5，這一地區(qū)的所有城市幾乎都面臨缺水問題。膜生物反應(yīng)器技術(shù)以其優(yōu)質(zhì)的出水水質(zhì)被認(rèn)為是具有較好經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益的節(jié)水技術(shù)而倍受關(guān)注。盡管還存在較高的運(yùn)行費(fèi)用問題，但隨著膜制造技術(shù)的進(jìn)步，膜質(zhì)量的提高和膜制造成本的降低，MBR的投資也會(huì)隨之降低。,,,,,,,,,,,六、 MBR應(yīng)用,另一方面，各種新型膜生物反應(yīng)器的開發(fā)也使其運(yùn)行費(fèi)用大大降低，如在低壓下運(yùn)行的重力淹沒式MBR、厭氧MBR等與傳統(tǒng)的好氧加壓膜生物反應(yīng)器相比，其運(yùn)行費(fèi)用大幅度下降。因此，從長(zhǎng)遠(yuǎn)的觀點(diǎn)來看，膜生物反應(yīng)器在水處理中應(yīng)用范圍必將越來越廣。在水環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)日益嚴(yán)格的今天，MBR已顯示出其巨大的發(fā)展?jié)摿?，將是新世紀(jì)替代傳統(tǒng)廢水處理技術(shù)的有力競(jìng)爭(zhēng)者。,,,,,,,,,,六、 MBR應(yīng)用,以下領(lǐng)域被認(rèn)為是MBR應(yīng)用最有前途的領(lǐng)域： 現(xiàn)有污水處理廠的升級(jí)改造 無(wú)排水管網(wǎng)系統(tǒng)且生態(tài)脆弱的地區(qū) 有污水回用需求的地區(qū)或場(chǎng)所，如賓館、洗車業(yè)等 高濃度、難降解工業(yè)廢水的處理 垃圾滲濾液的處理,謝 謝 !,