一、膜生物反应器(MBR):
1.1、简介
膜-生物反应器(Membrane-Bioreactor,MBR)技术是将膜分离技术和传统污水生物处理技术有机结合,并大大强化生物处理技术的新型污水处理和回用技术,也称为膜分离活性污泥法。
一方面,膜-生物反应器(MBR)利用膜分离组件将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物等截留住,使生化反应池中的活性污泥浓度大大增加,同时难降解的物质也得以在生化反应池中不断反应、降解,使降解污水的生化反应进行的更迅速彻底。另一方面,由于膜-生物反应器(MBR)中的膜分离组件的过滤精度,保证出水清澈透明,从而省掉二沉池,大大提高了系统的固液分离能力,保证出水水质更好。
1.2、特点
A、污染物去除滤高、出水水质好、可直接回用
膜-生物反应器(MBR)内较大的气水循环流让污水能完全混合均匀,使活性污泥高度分散,大大提高了活性污泥的比表面积,与低物亲和能力强,是提高污染屋的去除率的一个重要原因,这也是普通活性污泥法形成的较大菌胶团所难以比拟的。另外加上膜分离组见的过滤精度,使出水清澈透明,完全能满足回用水标准,可直接回用。
B、水力停留施加(HRT)和污泥停留时间(SRT)完全分离
由于膜-生物反应器(MBR)利用膜分离组见将生化反应池中的活性污泥完全截留在生化反应池中,从而实现了HRT和SRT的完全分离,使系统的运行控制更加灵活稳定。
C、生物浓度高、容积负荷大、占地省
由于膜-生物反应器(MBR)利用膜分离组件将生化反应池中的活性污泥完全截留在生化反应池中,污泥浓度可达到8-12g/L左右,生化反应池中的生物浓度能达到常规活性污泥法的2-3倍,所以容积负荷大,占地省。
D、污泥龄长、剩余污泥量少
由于污泥龄长,生化反应池中的微生物多处于内源衰减期,生物反应器又起到了污泥硝化池的作用,从而显著减少剩余污泥产量,大大节省了剩余污泥处理费用。
E、脱氮效果好
由于膜-生物反应器(MBR)利用膜分离组见将生化反应池中的活性污泥完全截留在生化反应池中,有利于增殖缓慢的硝化菌的截留、生长和繁殖,大大提高了系统的脱氮效果。
F、抗负荷冲击能力强
由于膜-生物反应器(MBR)利用膜分离组件将生化反应池中的活性污泥完全截留在生化反应池中,在系统运行过程中活性污泥会因进入有机物浓度的变化而变化,并达到一种动态平衡,大大提高了系统的抗负荷冲击能力,出水水质稳定。
G、系统易实现自动控制,操作管理方便
1.3、膜-生物反应器(MBR)的主要应用领域
A、难降解工业废水:化工废水、医药废水、焦化废水、垃圾渗滤液。
B、高浓度有机废水:食品加工废水、养殖废水。
C、一般废水:生活废水、城市污水站出水。
D、污水处理设施的升级改造。
1.4、工艺
1.5、实际应用
2010年,凯宏公司新型MBR膜组件在大型印染废水处理项目投入使用。该项目位于江苏省,是当地一家具有影响力的龙头企业。在该企业污水处理改造项目中,选用凯宏公司的KH-MBR-16型膜组件,总设计处理量10000吨/天。经过100多天的不间断运行后,各项指标正常,完全达到和满足业主的设计要求。该项目的投入使用,标志着凯宏膜公司的MBR膜产品应用取得新突破,成为国内品牌产品中最早具有万吨级应用规模的企业。2012年该公司扩大生产,又增上3000吨/天的MBR膜。选用的是我公司的JL-MBR-10-Co-PVDF膜。经过半年的不间断运行,各项指标正常,完全达到和满足业主的设计要求。该项目的使用,标志着我公司的产品(MBR增强行PVDF复合膜)在技术和实际应用上又上了一个新的台阶。我公司生产的MBR产品不仅在印染行业得到广泛应用,在化工废水、电镀废水、食品废水、生活污水、焦化废水等领域得到了广泛的应用。
二、超滤膜组件(UF)
2.1、简介
超滤的分离机理主要为机械筛分,即含有杂质的原水在压力作用为驱动力的作用下流经超滤膜的表面,原水中大于膜微孔孔径的物质被截留下来,小于膜微孔孔径的物质则透过膜,以次达到分离的目的。
超滤膜表面的微孔孔径范围约在0.001-0.1um之间,截留分子量(MWCO)约在1000-500000道尔顿之间。超滤膜对水中的悬浮物、胶体、细菌及大分子物质等有较高的去除率,对水中的BOD、CODJ及小分子物质则几乎不能截留。
2.2超滤的特点
A、分离过程不发生相变化、耗能少。
B、分离过程可在常温下进行,适合一些热敏感性物质如果汁、生物制剂及某些药品等的浓缩或者提纯。
C、分离过程操作压力低,设备及工艺流程简单,易于操作、管理及维护。
D、应用范围广,凡溶质分子量为1000-500000道尔顿或溶质尺寸大小为0.001-0.1um左右,都可以利用超滤分离技术。此外,采用系列化不同解留分子量的超滤膜,能将不同分子量溶质的混合液中个组分实行分子量分级。
2.3超滤的几个常用基本概念
A、纯水通量与产水流量
指在0.1MPa的压力下,在25℃的条件下,以纯水为原水,单位时间内从单位面积的超滤膜上透过的水量,单位一般为L/m2.hr.它与原水的温度、压力、浊度及超滤膜的材料、结构、孔隙率、切割分子量等因素有关,主要由超滤膜生产商的生产工艺来确定,一般作为组件出厂时超滤膜厂商提供的标准性能参数之一。
B、产水流量
指超滤膜在实际应用中的实际水通量,通常由超滤生产厂商提供给工程公司进行超滤系统工程的设计参考,他主要受进水水质、水温、操作压力等各种因素的影响,是超滤膜生产商的多年应用经验的数据总结。
C、温度对产水流量的影响
温度对超滤产水流量的影响比较明显,温度升高,水的粘度下降,产水流量增加;反之产水流量下降。我公司超滤膜元件的应用表明:温度每增加1℃,则相应的产水量增加约2%,在实际设计中,我公司提供的膜元件设计产水流量是在25℃的条件下的标准数据,工程公司设计人员应开率温度对膜元件产水流量的影响,必要时需进行温度修正。
D、临界流量与临界压力
在低压操作时,超滤膜的产水流量与压力基本成正比关系,即产水流量随着压力的升高而增加,但增加到一定压力后,产水流量会有一个比较明显的转折点,我们称之为临界流量,所对应的压力称之为临界压力。当操作压力超过临界压力时,继续增大压力产水流量却只能小量增加,而且压力的增大会带来膜的压密、膜污染加剧等后果。我公司建议超率膜元件工作压力应低于临界压力,且保证提供的设计产水流量数据或操作压力数据全部小于临界值。
E、跨膜压差
跨膜压差是指进水侧的平均压力与产水侧平均压力的差,即膜两册平均压力差。如果是全量过滤,则跨膜压差为进水压力和出水压力的差值
F、内压式过滤与外压式过滤
内压式过滤:原水从中空纤维膜丝的内部进入,在压力的驱动下,沿径向由内向外渗透过膜丝成为透过液,这种过滤方式称之为内压过滤。
外压式过滤:原水从中空纤维膜丝的外部进入,在压力的驱动下,沿径向由外向内渗透过膜丝而成为透过液,这种过滤方式称之为外压式过滤。
G、全量过滤与错流过滤
全量过滤:全量也称为死端过滤,指的是原水进入膜组件后,等量透过液流出膜组件,截留物留在膜组见内。当原水的水质较好时(通常指其浊度10NTU),通常采用全量过滤。
错流过滤:错流过滤指的是原水进入膜组见后,部分原水垂直透过膜形成透过液流出膜足见,部分截留物伴随剩下的另一部分原水形成浓缩液流出膜组见。当原水水质较差时,则经常采用错流过滤的方式。
2.4、工艺
2.5、实际应用
2011年,凯宏公司新型UF膜组件在山西使用。该项目位于山西省,是当地一家大型化工企业。在该企业的回用水改造项目中,选用凯宏公司的KH-UF-6060-PP型膜组件,总设计处理量1000吨/小时。经过长期的不间断运行后,各项指标正常,完全达到和满足业主的设计要求。该项目的投入使用,标志着凯宏膜公司的UF膜产品应用取得新突破。凯宏公司生产的的UF系统,不仅在此深井水回用上使用,还在工业纯水处理系统、物料分离浓缩、电泳漆回收、酒过滤以及工业污水处理、中水处理、船泊废水处理等领域广泛的应用,赢得了广大客户的认可。
凯宏公司发布应用的资讯同时,呼吁国内MBR、UF膜产品应用企业,大型水处理项目,完全可以选用可靠的、国产的MBR、UF膜产品。