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      污水處理中的MBR工藝誤區

      發布時間:2022-06-20  瀏覽次數:1

      近年來,MBR工藝得到了廣泛的應用,中水回用要上、提標改造要上、分散處理也要上……
      在這樣的背景下,MBR項目大批量建設,所以MBR工藝的運維管理就變得分外重要了。
      那么,MBR到底是什么?MBR工藝是怎么發展起來的呢?MBR工藝如何應用才是事半功倍?
      MBR含義、工作原理和分類
      MBR為膜生物反應器(Membrane Bio-Reactor)的簡稱,是一種將膜分離技術與生物技術有機結合的新型水處理技術,它利用膜分離設備將生化反應池中的活性污泥和大分子有機物截留住,省掉二沉池。膜生物反應器工藝通過膜的分離技術大大強化了生物反應器的功能,使活性污泥濃度大大提高,其水力停留時間(HRT)和污泥停留時間(SRT) 可以分別控制。
      早在20世紀90年代,膜生物反應器就已在國外污水處理廠得到廣泛應用。MBR工藝有著諸多的優勢,比如運行成本低、出水水質好等,所以在不斷地開發和使用中,該技術在大型污水處理廠中漸漸得到發展和應用。
      在傳統的污水生物處理技術中,泥水分離是在二沉池中靠重力作用完成的,其分離效率依賴于活性污泥的沉降性能,沉降性越好,泥水分離效率越高。而污泥的沉降性取決于曝氣池的運行狀況,改善污泥沉降性必須嚴格控制曝氣池的操作條件,這限制了該方法的適用范圍。由于二沉池固液分離的要求,曝氣池的污泥不能維持較高濃度,一般在 1.5~3.5g/L 左右,從而限制了生化反應速率。水力停留時間( HRT )與污泥齡( SRT )相互依賴,提高容積負荷與降低污泥負荷往往形成矛盾。系統在運行過程中還產生了大量的剩余污泥,其處置費用占污水處理廠運行費用的 25% ~ 40% 。
      傳統活性污泥處理系統還容易出現污泥膨脹現象,出水中含有懸浮固體,出水水質惡化。
      MBR 工藝通過將分離工程中的膜分離技術與傳統廢水生物處理技術有機結合,不僅省去了二沉池的建設,而且大大提高了固液分離效率,并且由于曝氣池中活性污泥濃度的增大和污泥中特效菌 ( 特別是優勢菌群 ) 的出現,提高了生化反應速率。同時,通過降低 F/M 比減少剩余污泥產生量(甚至為零),從而基本解決了傳統活性污泥法存在的許多突出問題。
      分類依據種類膜組件與生物反應器組合方式分置式、一體式、(一體)復合式膜組件管式、板框式、中空纖維式等膜材料有機膜、無機膜壓力驅動形式外壓式、抽吸式生物反應器好氧、厭氧曝氣生物反應器、萃取膜生物反應器、膜分離生物反應器。

      圖片1


      MBR工藝的發展歷史
      第一階段(1966 年~1980年)1966年,美國的Dorr oliver公司首先將MBR用于廢水處理研究1968年,Smith等人在活性污泥法工藝中用超濾取代二次池。20世紀70年代,膜生物反應器工藝首次進入日本市場。
      第二階段(1980年~ 1995年)1989年日本政府政府聯合許多大公司共同投資研發。90年代Kubota公司研制了平板式浸沒MBR。在80年代末到90年代初,Zenon環境公司研制成功了兩個注冊產品。Zenon環境公司商業化的產品系統——ZenonGem在1982年進入市場。
      第三階段(1995年至今)20世紀90年代中后期。越來越多的歐洲國家將MBR用于生活污水和工業廢水的處理。目前主要有四家大公司經營 MBR ,它們分別是加拿大 Zenon 公司, 13本Mitsubishi Rayon公司,法國 Suez.LDE/IDI公司和日本Kubota公司。
      如何應用才是事半功倍?
      眾所周知,MBR工藝的廣泛應用主要得益于其高負荷、長泥齡、高效截流、占地少等突出優點。
      但是,在應用過程中也存在一些誤解,這些誤解在應用上造成了不良的影響,是需要注意的。
      誤解1:MBR膜通量設計越高越好
      正解:膜的通量是由膜材料和結構決定的,對于某一特定的膜處理單元,其孔隙率和通量是存在上限的。過濾本質上是一個物理過程,膜材料在減小孔徑的同時必須犧牲通過量,同時還要兼顧強度、保證長期運行,這就導致了通量是一個定值。

      圖片2


      因此,在設計和應用過程中,應該根據膜廠家的建議參數進行設計。
      誤解2:用了MBR就得保證出水水質
      正解:MBR工藝本質上是活性污泥法和膜濾的結合,是在傳統活性污泥法的基礎上用膜濾取代了二沉池,由此帶來了截留好、污泥濃度高等優勢,但是這并不意味著MBR工藝就可以包治百病。
      對于污染物的去除,膜濾對SS有十分明顯的作用,而有機物的去除則仍舊依賴活性污泥以及有機物的可生化性,對于可生化性較差的污水或者是前段已經過較充分的生化處理的污水,MBR一樣作用有限。
      誤解3:MBR工藝不需要排泥
      正解:由于膜過濾出色的截留效果,MBR工藝中的活性污泥可以達到較高的濃度,實現了水力停留時間和污泥齡的分離,可以不用考慮污泥濃度對出水的影響。
      但是,這個優勢只是提升了生化的發揮空間,不影響出水并不能作為支撐不排泥的理由,排不排泥的問題還是要回到活性污泥上來。
      如果不排泥,活性污泥會出現老化的問題,進而影響生化的性能,同時會對曝氣有影響。工程中MBR工藝確實可以減少排泥,但是不是不排。
      圖片3
      誤解4:為了不堵膜盡可能地降低污泥濃度
      正解:堵膜是MBR應用中的常見的問題,而堵膜的是污泥,尤其是污泥濃度過高的時候,因此就有降低污泥濃度來避免堵膜的誤解,這恰恰又陷入了另一個誤區。
      過低濃度和過高濃度的污泥都會讓膜很快堵塞,正確的做法是將濃度保持在一個合適的范圍。另外,曝氣有沖刷膜表面的作用,也應該保持在相應的保持量。
      誤解5:膜要對出水負責
      正解:膜本身的原理是過濾,是一個物理過程,對污染物的去除上主要是SS,其對于MBR的意義在于提高了生化性能,但并不能過濾可溶性有機物,因此不能對COD等指標負責,有機物的去除還是要依靠整個工藝鏈的設計和運營管理。
      誤解6:MBR只適用于生活污水
      正解:MBR工藝是活性污泥法和膜濾的結合,脫胎于傳統的活性污泥法加二沉池的組合,在此意義上講,用到活性污泥法的場景就適用MBR工藝;但是,對于有些容易引起堵膜的污水,預處理要符合要求。
      小結
      工程應用中,類似的問題還遠不止于此,而MBR工藝的應用如此廣泛,因此從業人員很有學習相關知識和技能的必要。
      事實上,MBR的妙處就在于用高效截流的膜濾取代傳統工藝的二沉池,進而實現了更好氧段更高的污泥濃度,提升了生化處理的效果。
      MBR的運維一方面是保持好膜的狀態,另一方面還是要把活性污泥污泥調控好,所以要搞通MBR必先搞懂生化;不懂生化讓膜來包打一切,正是很多MBR項目出現問題的根源。


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