服務熱線

0318-7705775

首頁>>新聞動態>>公司動態

公司產品
新聞動態

MBR膜生物反應器技術及應用分析(二)
發布時間︰2020-05-08 14:44:35

如何進行環境保護?

捷誠環保為您介紹一種經久耐用、性能卓越的水處理設備——MBR膜生物反應器,並詳細介紹其技術及應用情況。

三、MBR 工藝的應用情況  

1MBR 工藝技術處理生活污水和工業廢水已突顯成效。

市場分析報告指出,1995 年,MBR 的全球市值僅為1000 萬美元,而在20002005 年的五年間翻了一番多,達到2.17 億美元。但其與應用已久的傳統工藝(活性污泥法及其衍生技術)相比,具有風險大、投資費用高等缺點。然而,隨著近年來廢水排放標準的日趨嚴格、地區性水資源短缺、各種鼓勵政策,特別是污水回用技術的改進、投資費用的降低以及對MBR 技術信心的增強及接受度的提高,都會增強該項工藝的競爭力。

2膜生物反應器在有機廢水處理中的應用

MBR具有出水可以直接回用、節省佔地面積、處理效果好等優點,使其在國外已經有了許多成功的應用實例。經過近40年的發展,MBR在日本得到了極大的發展,日本率先將這一技術用于中水道系統並取得成功,目前在日本運行(包括在建)的MBR佔全球的66%,其余的MBR工程主要在北美和歐洲。 在生活污水方面,主要涉及城市污水、樓宇污水、公廁污水、污水廠升級改造以及其他有回用要求的污水處理場合。

MBR對生活污水的處理特性一直是研究的重點,其工藝形式多采用好氧MBR。在歐、美、日等國,其研究的目的在于一方面改造污水處理廠,使其達到深度處理的要求;另一方面,用于廢水的處理,使其達到回用的目的。目前,在北美,MBR處理生活污水的應用主要是流量在10200的小型處理裝,已有50余座此類設施正在運行。

MBR作為一種強化的生物處理工藝,在工業廢水的處理中也受到重視。工業污水方面,主要包括制藥廢水、化工廢水、食品污水等高濃度、難降解有機廢水的處理。目前好氧MBR工藝已經成功應用于下列行業的工業污水處理︰包括醫藥、紡織、化妝品、食品、造紙與紙漿、飲料、煉油工業與化工廠,在歐洲垃圾填埋場滲濾液的好氧MBR處理廠正在興建。

  MBR在不同種類廢水中的應用比例

近兩年來MBR在國內已進入了實用化階段。從目前的趨勢看,中水回用將是MBR在我國推廣應用的主要方向。

我國的膜生物反應器技術的發展幾乎與國外相同。早期與國外有差距,但最近幾年在技術應用方面與國外幾乎同步,並且在部分領域里在世界上處于領先水平。與此同時,我國對于膜生物反應器污水處理技術的需求遠比國外迫切且市場潛力巨大。  

上世紀九十年代初至二OOO年,MBR應用研究處實驗室、小試、中試階段;  

OOO年至二OO五年,工業污水處理及生活污水處理、市政污水的小規模工業應用階段,處理量在百噸/天至千噸//天的規模。  

OO五年至二OO六年,工業污水處理及市政污水處理每天萬噸級規模工程實施。

OO六年後,工業污水處理及市政污水處理每天數萬噸規模工程實施。  

而對于常規工藝難以處理的工業廢水及垃圾滲濾液,MBR 技術有著更大的優勢。  

由于MBR 技術降解污染物的機理基于微生物的分解與代謝作用,因此適用于污水處理過程中的生物反應段。而對于那些生物難以降解的、有毒有害的物質或者鹽分,還是采用其他物理方法或化學方法去除有比較好的效果。由于工業廢水的成分異常復雜,濃度差別大。

3MBR膜的運行和分類  

MBR 膜在運行的過程中不可避免的問題是膜污染,即活性污泥在膜表面的過度淤積,引起膜阻塞導致膜的產水量下降。這個問題也是目前各國MBR 工作者所致力于解決的、阻礙MBR 發展的障礙。隨著研究的深入,材料技術的不斷更新以及越來越多的工程數據,目前已經可以通過不同的膜結構、曝氣量的控制、膜片間距以及定期清洗等方法進行控制。  

設計一種膜,要有大的比表面積,同時能在高污泥濃度的環境下避免膜表面產生過渡的淤積,又要能夠長時間在曝氣沖刷的環境下穩定工作。膜組件是MBR的核心部分,目前工程化應用中的膜構型主要是中空縴維組件(Hollow fiber modules)和平板組件(Panel assembly)。平板膜與中空縴維膜具有不同的特點,適用範圍也有區別。  

平板膜具有易于控制、產水量大、抗污染能力強和清洗更換方便等特點,能夠在更高污泥濃度條件下保持高通量穩定運行。  

中空縴維具有裝填密度大、價格便宜等優點。  

截止2006年,據不完全統計在世界範圍內運行的MBR 2259 套。然而,在中國平板膜生物反應器的工程化應用程度還很低,明顯滯後于中空縴維膜生物反應器。


四、平板MBR 與中空縴維MBR 比較  

1、中空縴維膜比平板膜具有以下優勢

(1)在超濾和微濾膜的行業內,全球範圍內主要的膜制造企業都是以生產中空縴維膜為主,比如西門子,GE,三菱,旭化成,天津膜天膜等。日本久保田是板式膜的主要供應商。

(2)中空縴維膜同平板膜相比,中空縴維膜有更大的過濾面積,因此集成度更高,同樣處理相同數量的污水,中空縴維膜膜組件的佔地面積更小。  

(3)在膜的使用過程中,膜污染是無法避免的,因此好的清洗方式是維持工程穩定長期運行的保證。中空縴維膜可以通過反向清洗進行維護,反向清洗所用的水一般都是系統本身的產水,因此費用很低;而平板膜不能進行反向清洗,因為平板膜有太大的平面面積,如果反洗,易造成膜的破裂。因此平板膜的清洗比較復雜。  

(4)由于中空縴維膜膜絲有很好的柔韌性,困此在污水處理中。進行膜的吹掃曝氣時所消耗的空氣量更少,一般設定在10151;而平板膜由于膜表面更大且沒有柔韌性,因此在進行吹掃曝氣時,氣量消耗的更大,一般設定在15251

(5)中空縴維的每個膜元件都是由數千根的膜絲構成,因此單個膜絲即便發生破損也不會影響膜元件的使用;而平板膜的每個膜元件是一張膜構成,因此,無論膜的任何地方發生破損,這個膜元件就需要更換才能使用。  

(6)中空縴維膜的膜元件價格同平板膜相比有更大的優勢。即便是世界上最貴的中空縴維(以GE為例)同日本久保田的平板膜相比,在價格上也有一些優勢,國產中空縴維膜同進口平板膜相比,優勢更大。  

(7)由于平板膜的單個元件過濾面積較小,鼓風曝氣所需要的氣量更大,因此在實際工程應用中,所需要的配套設施和土地面積遠遠高于中空縴維膜。  

(8)由于中空縴維膜和平板之間存在以上差異,因此在全球範圍內,較大規模(1000m?/d以上)的水處理工程很少有使用平板膜,而中空縴維膜萬噸級甚至幾十萬噸及以上的工程都在快速的推廣和應用。

2、平板MBR 與中空縴維MBR 相比又具有以下明顯優勢

   1)更好的抗污染性能

相比中空縴維膜生物反應器,平板膜生物反應器可以在更高的活性污泥濃度下保持高通量(通量即膜的產水量)的穩定運行。

在實際使用的過程中,盡管預處理設施中會有格柵,除毛機等設備,但曝氣池中還難免進入一些諸如毛發之類的物體。在曝氣的狀態下膜絲始終處于一個抖動的狀態,于是這些毛發很容易使膜絲纏繞在一起,當污泥濃度達到一定程度,就會出現泥坨,使越來越多的膜絲纏繞在一起,大大減少了中空縴維絲的有效膜面積,引起膜通量的急劇下降,而且此類問題也很難修復,通常只能更換。

平板膜生物反應器的適用活性污泥濃度(MLSS)範圍在 10000-15000mg/L,遠遠高于中空縴維膜生反應器。平板膜的結構,可以實現膜片之間間隙可控,便于氣液混流對膜面進行在線清洗,抗污染性能優越。此外,平板膜生物反應器可以通過調節組件底部的曝氣強度,通過汽水混合物在膜片表面的沖刷作用,很好的清除膜表面的附著物,即便是由于某種不可知因素在膜表面產生了淤積的情況,也可以將膜片取出,通過低壓水槍沖洗的方法去除,使得膜能長期有效的運行,而中空縴維則不可能通過這種方法清洗。

2)良好的機械穩定性、無斷絲現象  

在實際使用過程中,中空縴維膜組件不可避免的會發生斷絲現象,其中包括兩種原因︰

一是由于紡絲過程中的缺陷導致的壁厚不均勻,當然這種情況比較少發生,且可以通過購買優質產品等手段進一步避免;

二是紡絲材料疲勞引起的根部斷裂。中空縴維絲在兩端連接組件的地方需要用環氧樹脂進行密封,由于縴維絲本身的毛細現象,肯定會在根部吸上一小段。由于曝氣的原因,中空縴維在工作狀態下始終會處于幅度較大的振動現象,長此以往會在其根部引起材料的疲勞,而環氧樹脂本身是一種脆性材料,這種材料疲勞所導致的斷絲一旦發生,往往是規模性的。這對于膜生物反應器來說,傷害是致命的,不但會嚴重影響出水水質,還會導致整個組件的報廢。與此不同的是平板膜的內部有無紡布作為支撐層,因此強度比中空縴維高出許多,根本不會出現類似的現象,能完全保證優質的出水水質。

(3)膜片更換過程簡單  

由于平板膜組件獨特的設計,使得在膜片損壞更換過程中,膜片可單張更換,無需更換支架。而中間縴維膜絲斷絲達到一定數量,整個組件就報廢,需更換整個膜組件,費用就將大大增加。

3、MBR 平板膜的生產商  

目前平板膜的生產廠商主要有日本久保田公司,日本東麗公司及上海斯納普膜分離科技有限公司(SINAP),其中久保田和東麗公司的平板膜商業化項目相對起步較早。

三、膜生物反應器的發展趨勢

1MBR日益廣泛的應用狀況來看,目前MBR的發展趨勢表現在︰  

1)進行新型膜組件集裝式、密集式模塊化的優化設計;

2)研究新的制膜方法,研制性能優越的膜材料;

3)研制新型的MBR,對MBR能長期穩定運行研究適宜的運行工藝條件。     

2隨著膜技術的產業化以及膜在各行各業應用的擴大,今後MBR應用可能獲得迅速發展的重點領域和方向如下︰

1)應用于高濃度、有毒、難降解工業污水的處理。

比如,高濃度有機廢水是一種較普遍的污染源,全國造紙、制糖、酒精、皮革、合成脂肪酸等行業每年高濃度有機物水的排放量很大,這類污水采用常規活性污泥法處理盡管有一定作用,但是出水水質難以達到排放標準的要求。而MBR在技術上的優勢,決定了它可以對常規方法難以處理的污水進行有效的處理,並且出水可以回用。

2)現有的城市污水處理廠的更新升級。特別是出水難以達標或處理流量劇增而佔地面積  無法擴大的情況。  

3)應用于有污水回用需求的地區和場所等,充分發揮膜生物反應器佔地面積小、設備緊湊、自動控制、靈活方便的特點。

4)垃圾填埋滲濾液的處理及回用。

5)在小規模的污水處理廠的應用,這由膜的價格所決定。

6)應用于無排水管網系統的地區,如小居民點、度假區、旅游風景區等。


捷誠環保為您帶來全方位的環保服務,讓您高枕無憂!

捷誠環保為您打造環保之家!