一体式膜生物反应器处理生活污水的中试研究(共16篇)
摘要:采用中试规模(1.8 m3/d)的缺氧-好氧膜生物反应器(A/O MBR)对城市污水处理回用进行了试验研究.试验结果表明,该工艺处理效果优良,系统对COD、氨氮、浊度、总氮、总磷去除率较高,COD、氨氮出水浓度分别为7~39 mg/L、0~1.31 mg/L.出水水质优于城市杂用水水质标准(GB/T18920-).作 者:杨琦 尚海涛 王洪臣 甘一萍 Yang Qi Shang Haitao Wang Hongchen Gan Yiping 作者单位:杨琦,尚海涛,Yang Qi,Shang Haitao(中国地质大学(北京)水资源与环境学院,北京,100083)
王洪臣,甘一萍,Wang Hongchen,Gan Yiping(北京城市排水集团有限责任公司,北京,100022)
期 刊:环境污染治理技术与设备 ISTICPKU Journal:TECHNIQUES AND EQUIPMENT FOR ENVIRONMENTAL POLLUTION CONTROL 年,卷(期):, 7(9) 分类号:X703.1 关键词:膜生物反应器 膜污染 生活污水 去除效果
关键词:水力停留时间,生物膜,活性污泥,中试,节能环保
生物膜工艺处理城镇污水出水水质好, 生物膜法的原理是:生物膜生长的微生物分解和摄取污水中多种有机物, 从而净化水质。生物膜具有较大的比表面积, 可大量分解和吸收废水中的可溶性有机物, 降低污水中有机物的浓度[1]。
1 生物膜-活性污泥复合工艺的概念及应用
传统的活性污泥和生物膜法 (MBR) 是污水生物处理的两个最主要工艺, 但由于这两种工艺都有一定的缺点, 不能广泛用于城镇污水处理, 因此, 在现有活性污泥法法的基础上, 提高生物反应器中的活性, 抑制了污泥膨胀, 提高了系统运行的稳定性, 这两个应用程序的结合有重要意义[2]。生物膜活性污泥工艺是一种复杂的反应载体, 即悬浮生长的活性污泥和生物膜共享废水中有机物[3]。
2 实验工艺装置与动水实验启动
2.1 实验方案及流程
环境微生物学中研究微生物生存的基础是气体、液体和固体三相。生物膜活性污泥工艺生物处理工艺是一项新技术, 所以就需要进行试点测试, 以检查其操作, 对污水处理厂进行改造, 并在实验中总结和积累经验从而不断改善实验工艺, 为未来的推广和实施提供经验。工艺流程图如下图1:
2.2 实验工艺和装置
在这项研究中, 采用活性污泥生物膜相结合的技术, 设计生化需氧量负荷为0.15Kg/Kg·d, MLSS的浓度范围1600-2200mg/L, 空气和水的体积比例为六比一到十比一之间, 活性污泥回流比将达到百分之百。实验装置如图:
本实验的测试仪器由普通钢板焊接而成, 外尺寸为长12米, 3米宽。设备一般分为四个部分:主要部分为活性污泥和生物膜复合处理池, 其外尺寸为长六米宽三米, 水深为三米, 其有效容积为60立方米。
2.3 实验启动过程和现象观察
实验装置开始运行, 由复杂的生物处理装置开始, 第一个步骤是培养填料表面形成生物膜, 俗称挂膜, 生物膜的形成有两种方法, 一种是自然的另一种是人工, 当温度适宜污水稳定时可采用自然法形成生物膜, 当温度低, 水中有机质浓度不高时, 要采用人工接种法挂膜。在形成生物膜的同时也要产生活性污泥。在生物膜产生后期观察, 如果观察到有淡淡黄色的生物膜产生, 并通过显微镜镜检发现有微型后生动物出现, 这些现象标志着生物膜已经成功地产生。
3 实验运行情况
3.1 复合工艺对悬浮物的处理效果
实验运行初期进水悬浮物、出水悬浮物的最大值, 最小值, 平均值, 中值情况见下表:
实验开始后运行初期进水悬浮物的最大值为368mg/L而出水悬浮物最大浓度为12.54mg/L, 而随着设备的运行, 进水悬浮物浓度稳定在150~200mg/L之间。这时出水浓度基本稳定浓度在10mg/L左右。装置稳定运行的出水悬浮物平均浓度为17.34mg/L, 悬浮物的平均去除率为90%。达到了我国城镇污水排放1级B的标准。
3.2 复合工艺对COD处理效果
实验运行初期进水化学需氧量、出水化学需氧量的最大值, 最小值, 平均值, 中值情况见下表:
实验开始后运行初期进水化学需氧量的最大值为386mg/L, 而出水化学需氧量最大浓度为47mg/L, 而随着设备的运行, 进水化学需氧量浓度稳定在220~300mg/L之间。这时出水浓度基本稳定浓度在48mg/L左右。装置稳定运行的出水悬浮物平均浓度为48mg/L, 化学需氧量的平均去除率为85%。达到了我国城镇污水排放1级B的标准。
3.3 提高效率, 降低能耗。
通过上述的分析可以看出, 生物膜-活性污泥处理工艺可以使城市污水处理更为高效, 剩余污泥量少, 降低能耗, 实现了中水回用的可持续发展。
4 结语
复合生物反应器的脱氮除磷试验表明, 装置实现了一体化的脱氮除磷效果。这种生物膜-活性污泥处理工艺采用分离式水处理系统, 活性污泥工艺中水力停留时间短, 从而提高磷的去除效果。生物膜处理工艺过程中, 延长水力停留时间, 促进生物膜的生长和繁殖, 硝化细菌得到增殖, 促进生物膜硝化和反硝化增强了氨氮和总氮的去除效果。因此, 改系统在去除污水化学需氧量和生化需氧量的同时, 能有效地去除氨氮, 总氮和总磷。
参考文献
[1]沈耀良, 王宝贞.废水生物处理新技术一理论与应用.第2版[M].北京:中国环境科学出版社, 2006.
[2]丁永伟, 王琳, 王宝贞, 等.活性污泥和生物膜复合/联合工艺在污水处理厂技术改造中的应用[J].给水排水, 2005, 31 (12) :41-45.
【关键词】物化混凝沉淀;膜生物反应器;技术;隧道;应用
1.双鹰顶隧道污水概况
双鹰顶隧道施工采用矿山钻爆法,爆破施工过程中产生的主要污染物成分为:硝酸铵(NH4NO3)、梯恩梯(三硝基甲苯)、硝酸钠、柴油、凡士林、松香、乳化剂、石蜡等。混凝土施工过程中,水泥、粉煤灰及外加剂流失造成的污染,其主要污染成分为:碘含量、SO3、MgO、CaO等,在施工过程中,机械设备形成的机油、柴油、汽油及人员生活杂用水、粪便污水等,具体检测指标见表1。。
施工污水主要为清洗、冷却机械设备污水,混凝土搅拌、养护用水,洞内风枪钻爆、喷射混凝土用水,以及洞内围岩裂隙水,经现场多次测试检算,每天施工污水排放量为300t/d,生活污水排放量為260t/d。
2.污水处理问题的提出
双鹰顶隧道斜井地处广东省惠州市惠阳区沙田镇金桔自然保护区、沙田水库水源保护区内的田心村,区内植被发育。沙田水库为惠阳区淡水镇、沙田镇饮用水的水源地,供应约10万人的饮用、生活用水,库容量1800万m3,水质为地表Ⅱ类水质标准。根据《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002),具体标准值见表2。
3.物化混凝沉淀+膜生物反应器处理组合技术简介
依据双鹰顶隧道排污量及地形空间,双鹰顶隧道污水处理采用膜生物反应器+物化沉淀组合污水处理技术,工艺流程图如图1示。
各处理构筑物功能简介
(1)沉砂池。沉砂池作为污水预处理设施,一般是设在污水处理厂生化构筑物之前的泥水分离的设施。分离的沉淀物质多为颗粒较大的砂子,沉淀物质比重较大,无机成分高,含水量低。污水在迁移、流动和汇集过程中不可避免会混入泥砂。污水中的砂如果不预先沉降分离去除,则会影响后续处理设备的运行。如磨损机泵、堵塞管网,干扰甚至破坏生化处理工艺过程。施工中的污水经过沉砂池,截留大颗粒泥砂沉淀,定期、不定期清除泥砂。
(2)化粪池。生活污水在此进行化粪作用并借助于污水中所含粪便的大量微生物的作用,在厌氧条件下进行微生物的接种和驯化培养。
(3)沉淀池。沉淀池是应用沉淀作用去除水中悬浮物的一种构筑物,一般是在生化前或生化后泥水分离的构筑物,多为分离颗粒较细的污泥。此中其主要功能和作用是对混合污水进行沉淀,以去除污水中可沉和粗大物。
污水在进水口设混合器加药进入调节堰口,稳定进水的流量,使污水中以胶体状态存在的分散小颗粒与混凝剂发生混合,凝聚的反应,加大絮体的粒径,使之沉降,从而使污水得到净化。池中设集泥槽,安装2台排泥泵,泥排入污泥干化池,干化后外运处理。上清液回调节沉淀池处理。
(4)厌氧生物滤池
生活污水经过化粪池自流进入厌氧生物滤池进入沉淀池后一并处理。厌氧生物滤池污水处理设备主要由沉淀池、厌氧接触池、过滤池三部分组成。
沉淀池:经化粪池自然发酵后的污水自流进入设备内沉淀池,污水中的大颗粒物质在此进行沉淀,沉淀污泥由移动式潜污泵或由吸粪车定期吸出处理,时间一般为半年或一年。
厌氧接触池:厌氧池主要是用于厌氧消化,对于进水COD浓度高的污水通常会先进行厌氧反应,提高COD的去除率,将高分子难降解的有机物转变为低分子易被降解的有机物,提高BOD/COD的比值。而且在除磷工艺中,需要厌氧和好氧的交替条件。污水厌氧生物处理是指在无分子氧条件下通过厌氧微生物(包括兼氧微生物)的作用,将污水中的各种复杂有机物分解转化成甲烷和二氧化碳等物质的过程,也称为厌氧消化。与好氧过程的根本区别在于不以分子态氧作为受氢体,而以化合态氧,碳,硫,氢等为受氢体。沉淀后污水自流进入厌氧接触池,水流由下而上通过多种填料形成厌氧生物膜,在生物膜的吸附和微生物的代谢作用下,污水中的有机物被去除。填料同时具有截污的作用,污物和脱落的生物膜经截留自沉后形成污泥,与沉淀池污泥一并吸出处理。
过滤池:经厌氧处理后的污水自流进入过滤池底部,由下而上通过填料层,该新型填料既能截留污物又能形成生物膜,即在过滤区既有过滤作用又是二级厌氧池。过滤后出水直接进入调节沉淀池后段处理。
(5)污水抽升井。沉淀池的水自流进入抽升井,井内设置污水泵,两用两备,高位启动,低位停止,污水泵提升至一体化气浮过滤装置。
(6)气浮过滤装置。项目选用一体化自动污水两级气浮过滤装置。本装置特征是气浮池底设有污泥沉淀区,内有排泥装置,气浮出水集水设置在沉淀区上方,以及在气浮后设有组合式过滤装置。气浮在间隙运行产生的沉淀污泥,可以单独排出,不会随出水带出,从而有效保证了气浮出水质量。气浮出水后部一体化过滤装置,又有效保证了出水要求,尤其是采用焦炭作过滤介质,可充分利用气浮出水未消耗余氧,使过滤器兼有生化和过滤双重功能。
(7)管道混合器。混合设备是完成凝聚过程的设备。混合设备必须满足下列要求:a.保证药剂均匀地扩散到整个水体;b.混合时间不宜过长,一般控制在10~30s以内,最大不超过2min;c.能使处于强烈搅动状态之中。管式静态混合器是在管道内设置若干固定叶片,并按照一定角度交叉组成。水流通过混合器时形成对分流,同时产生蜗旋反向旋转及交叉流动,达到混合效果。管式静态混合器混合效果较好,安装容易,维修工作量小,而且其有显著优点就是不另外占地。
(8)药剂投加方式确定。常用的投加方式有:泵前投加;高位溶液池重力投加;水射器投加以及泵投加。本设计中采用泵投加,泵投加有两种方式:一是采用计量泵,二是采用离心泵配上流量计。采用计量泵不必另行配备计量设备,泵上有计量标志,可通过改变计量泵行程或变频调速改变药液投量,最适合用于混凝剂自动控制系统。
(9)混凝剂的选定。本设计采用聚合氯化铝又名碱式氯化铝作混凝剂,其主要特点是净化效率高、耗药量少、出水浊度低、色度小、过滤性能好、原水高浊度时尤为显著;温度适应性高,PH适用范围宽(可在PH=5~9的范围内),因而可不投加碱剂;使用时操作方便,成本较三氯化铁低;是无机高分子化合物。
(10)高效漩涡澄清池。微涡流混凝工艺的核心是涡流反应器,其内腔絮体能长期保持,涡流反应区外的絮体泥渣可以全部排除,因而排泥操作可以简化,运行更稳定。由于微涡流造成混凝剂高效扩散,提高了混凝剂利用率,同时,涡流反应器腔内大量絮体活性得到充分利用,这使得微涡流混凝工艺的混凝剂消耗量明显低于传统工艺。
(11)清水池。经过处理后的水进入清水池,一部分处理水进行回用;另一部分可直接排放。在清水池内有利于消毒剂与水充分接触反应,提高消毒效果。
(12)污泥干化池。沉淀池及一体化气浮池定期进行排泥,排出的泥在污泥干化池中进行浓缩,上清液再回流到沉淀池中。经脱水干化后的污泥进行外运处置。
4.处理后水质结果
检测报告结果显示污水排放能够达到地面Ⅱ类水标准。
5.结束语
该设备占地面积小,工艺流程紧凑,节省大量土建费用;运行费用主要是日常的电费,比起传统生化工艺,运行成本较为低廉。整套设备可采用PLC控制,自动化程度高,运行稳定可靠,抗冲击负荷能力强,无需人员操作管理。
由于占地面积小,采用集成式结构,能够输出较清洁的回用水,特别适合于基建工程项目、小城市、乡镇污水处理项目,具有明显的环境、社会效益。
参考文献
采用混凝沉淀+砂滤+膜生物反应器+活性碳+臭氧工艺处理合成制药废水中COD中试研究.结果表明:膜生物反应器出水的COD平均值为78.6mg/L,去除率为74.3%;最终出水的COD平均值为40.4mg/L,去除率为92.7%.
作 者:相震 陈淑娟 王连军 马杰 XIANG Zhen CHEN Shu-juan WANG Lian-Jun MA Jie 作者单位:相震,王连军,XIANG Zhen,WANG Lian-Jun(南京理工大学化工学院,南京,210094)
陈淑娟,CHEN Shu-juan(青海省海西州环境监测站,德令哈,817000)
马杰,MA Jie(多元水环保技术产业(中国)有限公司,北京,102600)
采用以粉末活性炭(PAC)作为填料的复合式膜生物反应器处理小区生活污水.该反应器在不人为排泥,不对膜进行任何处理(不空曝、不清洗)的情况下,连续运行100d.结果表明,系统运行稳定,出水水质优良(COD《25mg/L,NH4+-N《0.6mg/L,无色无味,无SS,没有检测出大肠杆菌).PAC不仅改善了膜生物反应器中的污泥混合液的`沉淀性能与可过滤性,同时也改善了膜表面滤饼层的水力特性,从而达到了减小膜过滤阻力,延缓膜污染的目的,而且还降低了运行成本.
作 者:李军 江定国 刘红 何建平孟光辉 杨晓东 宋玮华 LI Jun JIANG Ding-guo LIU Hong HE Jian-ping MENG Guang-hui YANG Xiao-dong SONG Wei-hua 作者单位:李军,江定国,杨晓东,宋玮华,LI Jun,JIANG Ding-guo,YANG Xiao-dong,SONG Wei-hua(北京工业大学,北京市水质科学与水环境恢复工程重点实验室,北京,100022)
刘红,何建平,孟光辉,LIU Hong,HE Jian-ping,MENG Guang-hui(北京市城市节水用水管理中心,北京,100036)
介绍了颗粒型生物膜反应器在污水处理中的应用情况,对比了不同反应器结构和技术特点.与传统的活性污泥法和静态生物膜反应器相比,颗粒型生物膜反应器具有沉降速度快、污泥浓度高、比表面积大等特点,可以达到很高的负荷,节省占地面积.另外,颗粒型生物膜反应器的`污泥产率也非常低、不存在污泥膨胀的问题,日常维护也非常简单.并指出随着对该领域进一步的深入研究和新型反应器的开发,颗粒型生物膜反应器将得到更为广泛的应用.
作 者:朱钲 孟了 陈石 Zhu Zheng Meng Liao Chen Shi 作者单位:深圳市下坪固体废弃物填埋场,广东,深圳,518047 刊 名:环境卫生工程 ISTIC英文刊名:ENVIRONMENTAL SANITATION ENGINEERING 年,卷(期): 14(6) 分类号:X703 关键词:污水处理 颗粒型生物膜反应器 USB EGSB 流化床 气提床
我国是一个水资源贫乏的国家, 人均水资源仅为世界平均水平的1/4。同时水资源在时间和地区分布上很不平衡, 南方多北方少, 北方大部分地区人均水资源更低。在北方干旱半干旱地区全年的降水量主要集中在7~9月3个月, 这使可利用的水尤其显得不足;随着经济发展和城市比进程的加快, 城市缺水问题变得尤为突出。当前相当部分城市水资源短缺, 城市缺水范围不断扩大, 缺水程度日趋严重。据统计, 全国669个城市中, 400个城市常年供水不足, 其中有110个城市严重缺水, 日缺水量达1 600万m3, 年缺水量60亿m3, 由于缺水每年影响工业产值2 000多亿元。天津、长春、大连、青岛、唐山和烟台等大中城市已受到水资源短缺的严重威胁。
天津市的引滦人津工程曾为天津的生存和发展发挥了巨大作用, 但由于连年干旱, 滦河潘家口水库和于桥水库库存急剧减少。为了缓解天津市水危机, 从2000年开始, 已经3次从黄河紧急调水给天津, 沿途省市为此付出了很大代价。虽然引黄济津暂时解决了水危机, 但黄河水也十分紧缺, 保证率不高, 不是长远之计。因此, 对于天津这样的资源性缺水性城市, 不但要找水, 更重要的是大力发展回用水技术, 节水技术, 使每一滴水更大限度的发挥作用。
水是自然界中唯一不可替代, 也是唯一可再生的资源。在城市生活、生产用水中, 约40%的水是与人们生活紧密接触的, 而多达60%的水使用在工业用水, 农业灌溉, 环卫用水和小区居民杂用水等方面。如将这部分用中水替代, 在水质标准上是完全允许的。同时节约了大量的新鲜水源。将中水引入小区, 实现双路供水是建设节水型城市的重要体现。小区中自引中厕用水、绿化用水、洗车等方面都可以用中水代替、目前天津市的很多新建生态小区项目都有中水回用设施。将中水管线直接进入用户的马桶内用于冲厕。既避免了居民误饮误用, 又使得管理收费方便易行。
2 居民住宅小区小水回用现状及主要处理技术
一般住宅小区的污水主要为居民生活用水。包括居民的洗浴废水、厨房废水、洗衣废水以及冲厕用水等。随着生活水平的提高, 洗浴用水量庄住增长较快。使得杂排水水质有逐渐变好的趋势, 水质可生比性比较强, 但水量变化较大。因此用简单的处理方法很难达到回用水标准。根据小区污水回用系统的自身特点和规律, 工程设计应该注意:小区污水处理设施的建设应遵循城镇排水总体规划和专项规划;处理设施的占地和污泥产量应尽量少。选择性能稳定的设备, 管理维护应简便易行;处理系统应有较强的抗水量、水质波动的能力。以适应小区水质、水量波动较大的特性。一般均需设置调节池;处理系统应达到国家有关恶臭、噪声等标准, 不能影响小区居民的正常生活。结合目前国内外小区中水回用的实际情况。目前采用的生化工艺主要有生物接触氧化法, SBR和膜生物反应器工艺等。
2.1 生物接触氧化法
接触氧化法是小区污水处理中较常用的处理技术。该工艺具有操作简便、不需回流污泥、抗冲击负荷等优点。通过合理设计可以达到脱磷除氮的处理效果。整个处理装置可以埋地设置。上部仍可覆土、绿化, 装置的开停可以由调节池水位自动控制。但其污泥量相对较大, 污泥稳定性较差。使后续污泥处理设备较复杂。生物接触氧化法工艺流程如图1。
2.2 序批式活性污泥法
序批式活性污泥法 (Sequencing Batch Reactor) 简称SBR, 是近年来国内外污水处理领域研究日趋增多并引起广泛重视的处理技术。该工艺的基本特点是运行时按照进水、反应、沉淀、排水、排泥5个工序, 依次在一个池子中周期进行。因此可以省去二沉池甚至初沉池, 而且不需回流污泥, 很适合小区污水处理与其它工艺相比SBR工艺提供了时间程序上的污水处理, 而不是连续流提供的空间程序上的污水处理。即在时间上污染物基质具有浓度梯度——与推流式相同。在空间上基质浓度完全相同——具有完全混合式的特点, 也就是说该工艺集中了两种地型的优点同时避免了其固有的缺陷。但是我国目前相关配套设备较少, 主要依靠进口, 使得工艺投资较高。序批式活性污泥法工艺流程如图2。
2.3 膜生物反应器
近年来, 随着膜生产技术的提高和生产成本的降低, 膜技术在污水处理领域中的应用, 特别是与生物反应器相组合的膜生物反应器 (Membrane Bioreactor) 已经成为目前公认的水处理高新技术, MBR综合了膜处理技术和生物处理技术的优点, 在紧凑的空间内同时实现微生物对污染物质的降解和超滤膜对污染物质的分离, 而降解与分离之间又存在着协同作用, 是一种高效、实用的污水处理技术, 已经广泛应用于中水回用、污水处理、以及各种工业废水的处理中。目前全球已有8 000多套MBR装置在正常运行, 处理规模在6~13 000m3/h。美国2000年用在MBR装置上的膜组件销售额达67.5亿美元, 年增长速度约为13%, 说明这一技术具有强大的生命力。随着科技的进步, 我国对MBR的研究和应用正在处于高速发展时期, 随着膜制造技术革新的技术进步, 膜使用寿命的提高和膜成本的降低, MBR技术在污水处理与回用事业中所起的作用越来越大。膜生物反应器工艺流程如图3。
膜生物反应器 (MBR) 是将膜分离技术和生物处理技术有机结合的一种优化的污水处理技术, 其主要特点是用膜分离取代二沉池的沉淀分离, 由于膜分离可将全部微生物截留在反应器。如曝气池内, 不受二沉池重力分离效果的影响, 因此反应器内活性污泥浓度高, 泥龄长且根据需要可人为凋节, 膜分离截留了微生物也截留了难降解的物质。由于泥龄长微生物可将这些易降解和难降解的物质彻底降解, 从而使膜几乎只过滤洁净的水和截留微生物及生物不可降解等膜能截留的物质。这样不但使出水水质优良, 而且可大大减轻膜过滤时的膜堵塞和污染问题, 从而延长了膜的使用寿命, 使MBR成为一种真正有效的实用技术。此外, 由于本方案采用的膜的孔径只有0.2μm, 其在进行泥水分离的同时, 可以截流部分致病病毒及绝大部分的致病微生物。经综合比较.膜生物反应器具备有以下一些特点。
(1) 反应器中生物污泥浓度可高出常规活性污泥的5~10倍, 即可达10~30g/L。甚至可以做到40g/L以上。使污水中可降解的污染物完全氧化, 硝化也可进行完全, 因此出水水质非常好, 最大限度地减少了污水对环境的污染。
(2) 膜的截留作用可使出水几乎无悬浮物和大肠杆菌等病源微生物及部分病毒。高污泥浓度和长的泥龄, 使降解速度慢的难降解物也可得到彻底降解。
(3) 由于泥龄可以很长, 所以剩余污泥量极少, 因此使一般污水生物处理常常需要花费大量费用用于处理污泥的难题得以较好解决。出水水质很好, 高于三级处理或国家杂用水的标准。因为没有二沉池的沉淀分离问题。因此不用担心污泥膨胀、上浮等麻烦。
(4) 水力停留时间 (HRT) 和污泥泥龄 (SRT) 可以完全分开MBR的水力停留时间理论上可以很短。各种生物反应器处理污水时, 其活性微生物总量是关键, 即V·X是关键 (V, 反应器容积, X, 生物浓度) , 如果VX=C不变, 当X增加5倍时, 则V就减少5倍。因此MBR生物反应器容积可比常规生物法小的多, 再加上其出水相当或优于三级处理的出水, 所以MBR一个反应器又可取代三级处理的若干处理单元, 所以在占地和运行以及造价上都更加优越。工艺简单, 单一的反应器取代众多处理设施, 因此也很便于自动化PLC控制。
3 小区生活污水和处理资源化中试研究
为了深刻了解小区污水的特性, 确定最优化的工艺流程, 探讨膜生物反应器最优运行工况, 对其进行了中试规模的研究。这对该技术推向实际应用有着重要意义。在总结膜生物反应器处理生活污水多项研究成果的基础上, 进行了处理水量在3.36~4.32m3/d的位差式中空纤维膜生物反应器处理人工配水的中试试验研究。试验结果表明:该技术具有较强的技术可靠性, 完全可以应用于实际生活污水回用工程。
3.1 试验主要设备
(1) 膜生物反应器。
反应器为聚氯乙烯塑料制造, 矩形截面柱体;截面积为0.3m2。有效水深H=3.6~3.9m;有效容积V=1.08~1.17m3, 高低水位差为0.3m。
(2) 膜组件。
反应器内置6只中空纤维膜膜组件。每个蟆组件的面积是20m2。
(3) 控制柜。
采用PLC (可编程序控制器) 控制系统的运行。
(4) 浮球阀液位控制器。
控制器控制反应器内的液位, 进水至最高水位时停进水泵, 液位降至最低水位时, 启动进水泵。
3.2 运行状况分析
中空纤维膜膜生物反应器处理污水实验进行了约4个月, 设计出水流量200L/h采用间歇运行方式, 运行期间无反洗, 无人工及化学清洗, 实验期间无排泥。实验装置运行其他条件, 运行出水期间曝气气水比25∶1;出水流量采用阀门、流量汁控制恒定, 人为降低出水压头。间歇运行, 8min出水, 2min停止空曝气。
3.3 实验结果及讨论:
3.3.1 COD的去除
整个实验运行期间进水COD的平均值为366.4mg/L。最大值为780.9mg/L、最小值为228.0mg/L;出水COD的平均值为13.1mg/L, 最大值为25.2mg/L。最小值为4.4mg/L:COD的平均去除率为96.0%冲击负荷对出水COD去除率没有影响。这说明系统的稳定性和可靠性。
在实际污水处理工程中。冲击负荷是难以避免的, 这部分研究是考察COD冲击负荷对膜通量的影响。在正常运转的情况下, 采用出水控制阀控制出水流量衡定。在研究COD冲击负荷时, 短时间全开阀门, 以观察最大流量的变化, 从而了解摸阻力的变化。
3.3.2 运行方法
将原水引人调节池中。完成膜生物反应器内的污泥培养与驯化, 并向每个膜生物反应器内投加15kg粉末活性炭。打开控制系统电源, 预热10~15min。检查并调整各仪表、阀门状态, 使整个系统水气管路正常、通畅。在触摸屏上, 先进人设置菜单, 进行各项目选择。轻触“自动”, 此时整个系统按照PLC设定的程序开始运行。运行过程中, 要注意观察在线流量计、电流表的数值变化。如发现异常, 要及时停车检查。
3.3.3 日常保养和维护
(1) 排泥、加炭。
膜生物反应器定期每周排泥一次, 每个反应器的排泥量约为3m3左右 (注:排泥的同时必须曝气) , 排泥的液位差为310mm。排泥后, 向每个反应器投加粉末活性炭6kg左右。
(2) 空曝气。
为了减少膜的污染, 保持膜通量, 每隔一定周期 (一般为一个月) , 需停止反应器出水, 至手动, 启动鼓风机对膜组件进行曝气冲刷6h后, 即正常运转。 (要选择在排水低峰时进行) 每天定时巡视, 发现异常情况应关闭反应器, 进行检查修理。二氧化氯发生器保持全天性连续工作。检查二氧化氯发生器的工作情况, 及时补充所需的原料。
4 结语
经过2年的科研实验和工程实际研究, 在东方设备厂写字楼和生活区中水回用工程的实际设计运行基础上, 已掌握了膜生物反应器在城市和生活小区生活污水和处理资源领域的关键技术。相信在各级政府的推动下, 膜生物反应器在污水资源化领域会有越来越美好的前景。
摘要:介绍了以SBR、MBR为处理方式的居民住宅小区污水处理方法, 通过对小区生活污水和处理资源化中试研究, 深刻了解了小区污水的特性, 确定了最优化的工艺流程, 为该技术推向实际应用起到了重要意义。在总结膜生物反应器处理生活污水多项研究成果的基础上, 进行了处理水量在3.364.32m3/d的位差式中空纤维膜生物反应器处理人工配水的中试试验研究, 试验结果表明:该技术具有较强的技术可靠性, 完全可以应用于实际生活污水回用工程。
膜生物反应器处理头孢类制药废水中的试验研究
摘要:采用膜-生物反应器(MBR)对头孢类制药废水厌氧处理出水进行处理,并与传统的活性污泥法进行了比较.实验结果表明:CODcr的.平均去除率达90%以上,污泥龄在40-50天之间,污泥浓度控制在6000mg/L~10000 mg/L,MBR可长期稳定运行.出水CODcr、停留时间HRT等参数有很大程度的降低,出水基本无悬浮物,CODcr去除率提高好于传统活性污泥处理,系统抗负荷冲击能力强.作 者:干建文 沈斌 范立航 陈辉 刘和德 Gan Jianwen Shen Bin Fan Lihang Chen Hui Liu Hede 作者单位:杭州天创净水设备有限公司,浙江杭州,311121期 刊:医药工程设计 Journal:PHARMACEUTICAL & ENGINEERING DESIGN年,卷(期):,31(1)分类号:X787关键词:膜生物反应器(MBR) 制药废水 头孢 水处理
本试验中,A/O生物滤池挂膜启动分为两个阶段进行:第一阶段,好氧柱利用活性污泥接种后循环曝气培养生物膜;第二阶段,缺氧柱通入待处理的水及从挂膜完成后好氧柱回流的水,并逐步提高滤速启动,进行缺氧微生物的培养和驯化.本试验二级好氧滤柱采用沈阳北部污水处理厂回流污泥接种,以待处理的.原水启动挂膜.试验结果表明,当滤速8.8L/h(2m/h)小流量进水,回流比1:1,二级好氧柱曝气量25L/h时,在25天内,能在填料表面形成较稳定的生物膜,出水COD、NH3-N及浊度能分别稳定到12mg/L、5.22mg/L及10NTU以下.
作 者:傅金祥 陈东宁 杨柳 冯雷 顾丹亭 作者单位:沈阳建筑大学,市政与环境工程学院,辽宁,沈阳,110168 刊 名:节能 英文刊名:ENERGY CONSERVATION 年,卷(期): 26(12) 分类号:X703 关键词:A/O生物滤池 生活污水 挂膜 启动
1 项目概述
根据陕西省某医院改建的工程进度和远期规划, 医院规模将发展到病床数1000张, 门诊量为1500人·次/天。污水处理站设最大处理能力计规模按照700 m3/d考虑。
2 建设规模及处理程度
2.1 设计水量
工程设计处理能为700 m3/d, 将全院污水处理后达标排放。
2.2 设计进出水水质
按医院污水处理的要求, 同时参照国家环保总局编发的《“SARS”病毒污染的污水应急处理技术方案》, 出水水质具体如表2所示 (一级标准) 。
3 工程方案设计
3.1 污水处理的工艺流程
本工程的工艺流程如图1所示:
3.2 处理单元工艺设计
3.3 MBR生物处理池
膜-生物反应器包括好氧曝气池、膜池及设备药剂间, 好氧池中采用微孔曝气、膜池中采用粗孔曝气。在膜块的底部采用大气泡曝气产生紊动来冲刷中空纤维膜表面并促使累积在膜表面的颗粒脱落。
膜-生物反应器工艺设计参数见下表。
4 主要经济技术指标
污水厂实际占地面积:200m2
吨水投资指标 (含回用水等配套设施) :3322.77元/吨
单位生产成本费用:1.12元/吨 (不含折旧费)
5 运行情况
该污水处理厂经过半年的运行, 调试阶段CODCr和BOD5出水不达标, SS和氨氮指标在调试初期可达标, 调试成功后出水水质稳定, 均可达标。具体处理效果见下表。
可见:MBR工艺由于高效的固液分离作用, 出水悬浮物浓度低, 细菌和病毒失去了附着或包裹的屏障, 易于被灭活[3], 能有效去除SS和细菌。膜组件的高效截留作用使反应器内保持了较高的生物量, 提高了生物处理效率, 由于MBR的截留作用使微生物富集, 可使世代周期较长的硝化细菌得以保留和繁殖, 从而到达了很好的脱氮效果[4]。
6 结论
MBR工艺处理医院污水具有运行稳定性、易于污泥接种和调试、出水水质高、占地省、容易实现自动化控制和造价高等的特点在运行条件相当的情况下, 膜生物反应器具有比活性污泥法更强的有机物去除能力, 更为稳定的良好水质[5]。同时证明该工程所采取的参数符合实际运行要求。
参考文献
[1]常丽春, 王凯军.我国医院污水处理现状分析及发展趋势探讨[J], 城市管理与科技, 2004, 6 (3) :108-110.
[2]刘道根, 黄种买, 郭琰.医院污水处理技术现状及发展趋势[J], 工业水处理, 2004, 24 (10) :l-4.
[3]张颖, 李力, 杨振刚, 等.膜生物反应器用于处理医院污水[J], 中国给水排水, 2005, 21 (2) :83-85.
[4]顾国维, 何义亮.膜生物反应器.在污水处理中的研究和应用[M], 北京:化学工业出版社, 2002.
序批式移动床生物膜反应器处理高氨氮废水
摘要:试验采用以新型聚乙烯塑料为序批式移动床生物膜反应器研究了其对于高氨氮废水的处理能力.结果表明,填料的.填充高度与MBBR有效高度的比例约为80%时较容易实现挂膜,填料的最佳长度为4mm左右;pH在8.0~8.5之间时,系统氨氧化速率较大,最大达到53.97mg/(L・h);MBBR氨氮去除容积负荷、去除率随着进水氨氮容积的升高而先增大后降低,氨氮容积负荷为1.5kgN/(m3・d)时,其去除容积负荷最大,达到1.03kgN/(m3・d),氨氮容积负荷为0.75kgN/(m3・d)时,去除率最大,达到99.6%以上;试验中出现稳定的亚硝酸盐积累,当进水氨氮浓度为200mg/L时,氨氮去除率达到97.7%以上,亚硝酸盐氮约占氨氮去除总量的96.2%.作 者:刘建广 宋武昌 代莎莎 王丽丽 作者单位:刘建广,宋武昌,王丽丽(山东建筑大学,市政与环境工程学院,山东,济南,250101)代莎莎(日照职业技术学院,建筑工程学院,山东,日照276826)
期 刊:山东建筑大学学报 ISTIC Journal:JOURNAL OF SHANDONG JIANZHU UNIVERSITY 年,卷(期):, 23(2) 分类号:X703 关键词:MBBR 氨氮 pH 亚硝酸盐湿式氧化、微电解和膜生物反应器组合工艺处理杀菌剂废水
摘要:杀菌剂生产废水含有大量有机物和无机盐,特别合有异噻唑啉酮和硫化物,对生化细菌有强的抑制和毒害作用,且BOD5/CODCr值较小,废水采用传统生化处理工艺无法进行.而采用湿武氧化、微电解和膜生物反应器组合工艺建成的废水处理工程,运行良好,出水各项指标达到国家排放标准.作 者:韩卫清 周刚 王连军 孙秀云 李健生 作者单位:南京理工大学化工学院,南京,210094期 刊:环境工程 ISTICPKU Journal:ENVIRONMENTAL ENGINEERING年,卷(期):,25(2)分类号:X7关键词:氧化 微电解 膜生物反应器 异噻唑啉酮 硫化物
某石化企业污水处理场原工艺流程为“老三套”处理工艺, 即隔油、气浮、表曝。污水来源全厂所有生产装置及附属装置的含油污水、含碱污水、初期含油雨水和厂前区的生活污水, 现有污水处理能力已达到上限, 污水处理能力已不能满足生产的需要, 污水处理后污染物排放浓度偏高。若炼油加工能力扩建, 污水量还有明显的提高, 故污水处理场急需进行改扩建。
为了使污水得到更好的处理和回用, 本工程拟采用膜生物反应器作为生化处理的主处理单元。
2、工艺流程及技术参数
2.1 工艺流程
本工程工艺流程如下:
经预处理的石化污水水解酸化池一级好氧池中间沉淀池二级好氧池膜分离池出水
2.2 技术参数及流程说明
膜生物反应器采用水解酸化、一级好氧、中间沉淀、二级好氧、膜分离的组合生化处理流程。
水解酸化池内部设置水下搅拌装置, 利用产酸细菌的作用, 将污水中的有机物分子中的环链、长链或双键打断, 使其转化成直链、短链或单键类物质, 以此来改善污水的可生化性, 提高B/C比, 为后续的好氧生化处理提供帮助。水解酸化池停留时间>9h, 内设8台潜水搅拌器, 功率为4kw。
一级好氧池内部设置高效供氧的微孔曝气系统, 并按较高的污泥负荷设计, 使之具备较强的抗冲击的能力。并通过中间沉淀池的固液分离作用, 使得一级生化微生物相对固定, 形成一个专性菌的生存环境, 为降解一些污水中含有的有毒有害物质创造条件, 实现对有机污染物的初步降解, 并为后续二段好氧降解创造相对稳定的生化条件。一级好氧池停留时间>9h, 曝气系统采用管式曝气器, 曝气量为110m3/min。
中间沉淀池进行固液分离, 设置出水系统、回流系统及排泥系统。中间沉淀池停留时间约为3.5 h, 有效水深3.5m, 表面负荷1.0 m3/m2·h, 内设刮吸泥机和污泥回流泵, 污泥回流比40%~80%, 剩余污泥968kg ds/d。
二级好氧池内部设置高效供氧的微孔曝气系统, 为微生物提供充足的氧分。以进一步降解污水中的有机污染物和氨氮, 获得更为彻底的生化处理效果。二级好氧池停留时间>16h, 曝气系统采用管式曝气器, 曝气量90m3/min。
膜分离池内设置膜组件, 膜池内也设有曝气装置, 曝气装置完成两种功能, 一方面在膜周围对膜进行气水振荡清洗, 保持膜表面清洁, 另一方面又为继续在该段进行生物降解的生物提供所需的氧气, 生物降解后的水在虹吸和出水自吸泵的抽吸作用下通过膜组件, 经由膜组件集水管汇集到清水池。膜分离区设混合液回流泵, 将膜区的污泥根据需要回流至水解酸化段、好氧二段, 从而可以根据水质的变化, 控制各段的生物负荷与生物活性, 以确保生化降解的顺利进行, 并可定期排出剩余污泥。池内设6组膜组单元, 每组膜组单元设置1台产水泵, 混合液回流比100%~200%, 剩余污泥量:326kg ds/d。
为了保证膜系统具有良好的出水通量, 能持续、稳定地出水, 系统中设有水反洗、化学反洗及化学清洗系统。水反洗程序是以产水单元为单位依次自动进行反洗, 以恢复膜的水通量。化学反洗程序与清水反洗时相同, 只是由加药泵将清洗药品加入反洗水管内。化学清洗程序是对膜组件进行的彻底清洗。清洗时用吊车将单套膜组件从池内提出, 放入预先配好药液的化学清洗池中浸泡, 以充分去除附在膜组件上的污染物, 清洗完毕后再由吊车吊回膜分离区内。
3、运行成本分析
本工程改造膜生物反应器部分运行电费约为0.45~0.62元/m3, 膜组件清洗药剂费约为0.05~0.08元/m3, 人工费约为0.03元m3, 折旧费 (含膜更换费用) 约为0.7~0.8元/m3, 总运行费用约为1.23~1.53元/m3。
4、结论
(1) 膜生物反应器出水水质品质高, 可达到循环冷却系统补充水。
(2) 本工程的实施, 既可减少对环境的污染, 又可节约水资源, 增加可利用的水资源数量, 具有明显的经济效益、社会效益和环境效益。
(3) 本项目改扩建实施后, 处理后污水可直接进入扩建后的深度处理系统, 进行除盐软化处理后, 达到锅炉用水标准。
摘要:石化企业污水生化处理可用膜生物反应器 (MBR) 进行处理。石化污水采用膜生物反应器处理, 出水水质满足循环冷却系统补充水标准。
关键词:膜生物反应器,石化污水
参考文献
[1]顾国维、何义亮:《膜生物反应器》[M].北京:化学工业出版社, 2002;[1]顾国维、何义亮:《膜生物反应器》[M].北京:化学工业出版社, 2002;
[2]曾玉凤:《污水处理中膜污染控制的研究》, 玉林师范学院学报 (自然科学) , 2003;[2]曾玉凤:《污水处理中膜污染控制的研究》, 玉林师范学院学报 (自然科学) , 2003;
微网动态膜生物反应器的研究进展
对微网动态膜生物反应器进行了较为全面的综述,在简要介绍动态膜过滤技术的基础上,对DMBR处理生活污水的运行处理效果、生物动态膜特性、DMBR结构改进及其应用的扩展研究等方面做了介绍,分析了目前该工艺存在的生物动态膜机理研究不透彻、运行稳定性较差、对工业废水的处理研究较少等问题,展望了该工艺的.研究方向,即反应器结构的改进、生物动态膜地位与功能的解析、反应器优化控制研究等.
作 者:孔立志 邱宪锋 Kong Lizhi Qiu Xianfeng 作者单位:山东省环境保护科学研究设计院,山东,济南,250013刊 名:中国环境管理干部学院学报英文刊名:JOURNAL OF ENVIRONMENTAL MANAGEMENT COLLEGE OF CHINA年,卷(期):18(3)分类号:X703关键词:微网动态膜生物反应器 废水处理 生物动态膜特性
摘要:采用模拟含氮废水对自行设计制作的`A/O生物膜反应器进行脱氮性能研究.研究结果表明:在水温为20~23℃、水力停留时间为18 h、进水总氮质量浓度为61~78 mg/L、曝气量为25 L/min、进水COD分别为110~165 mg/L和205~272 mg/L的条件下,废水的COD去除率均在90%以上,硝化率分别为98%和95%,总氮去除率分别为50%和78%.采用荧光原位杂交技术对反应器各区域中的硝化细菌进行了检测.结果表明,反应器中的硝化菌主要为亚硝化螺菌属和硝化螺菌属,有少量亚硝化单胞菌属和硝化杆菌属存在.亚硝化菌和硝化菌在好氧区数量相对较多,在缺氧区数量相对较少.作 者:张秀红 周集体 郭海燕 曲宝成 Zhang Xiuhong Zhou Jiti Guo Haiyan Qu Baocheng 作者单位:张秀红,周集体,曲宝成,Zhang Xiuhong,Zhou Jiti,Qu Baocheng(大连理工大学,环境与生命学院,辽宁,大连,116023)
郭海燕,Guo Haiyan(大连交通大学,环境科学与工程学院,辽宁,大连,116028)
1 膜生物反应器工作原理
膜生物反应器是常规活性污泥法的进一步发展, 它主要由膜组件和生物反应器两部分组成, 大量的微生物 (活性污泥) 在膜生物反应器内与基质 (废水中的可降解有机物等) 充分接触, 通过氧化分解作用进行新陈代谢以维持自身生长、繁殖, 同时使有机污染物降解, 膜组件通过机械筛分、截留等作用对废水和污泥混合液进行固液分离。生物处理系统和膜组件的有机结合, 不仅提高了系统的出水水质和运行的稳定性, 还延长了大分子物质在生物反应器中的水力停留时间, 使之得到最大限度的降解, 并加强了系统对难降解物质的去除效果。
通常提到的膜生物反应器, 实际是三类反应器的总称, 它们分别是:1) 膜-充氧生物反应器 (MABR) ;2) 萃取膜生物反应器 (EMBR) ;3) 膜分离生物反应器 (BSMBR, 简称 MBR) 。目前MABR和EMBR还处在实验室阶段, 尚无实际的工程应用, 应用最广泛的是膜分离生物反应器。
2 膜生物反应器在废水处理中的研究及应用
2.1 MBR在世界范围内的研究
自 1966 年美国的 Dorroliver 公司首先在美国化学会议上发表了MBR污水处理工艺的研究结果即产生及应用以来, 人们进行了大量理论和应用研究, 早期的研究主要在日本、英国、韩国和法国, 目前研究和应用较多的是日本、北美 (加拿大、美国等) 、欧洲 (英国、荷兰、法国、德国等) , 韩国、中国和南非。目前MBR的研究领域主要在膜污染、设计和操作参数、污泥性质、微生物特性、花费、建模等方面, 而在膜寿命、前处理和工厂规模的扩大方面研究较少。大多数研究集中在实验室、中等规模的短期操作, 很少有工业规模的长期操作研究, 在饮用水和地下水处理中应用很少。
我国对MBR的研究起步较晚, 但发展迅速。自1993年中国科学院生态环境研究中心开始膜生物反应器的研究工作以来, 也进行了大量理论和应用研究, 研究内容集中于膜工艺的开发和膜污染的防治等。
膜污染是限制膜生物反应器更快地商业化的主要因素之一, 膜污染导致膜通量下降, 减少了生产力, 缩短了膜的寿命, 增加了膜生物反应器的运行费用。因此必须减轻和控制膜污染, 在低能耗的条件下获得较大的膜通量。早期的研究主要集中在膜污染的原因、特性和模型等方面, 近年来主要的研究在更有效和更经济的防止或减轻膜污染的方法。2006年首次提出并绘制了浸没式MBR的污染三阶段机理图, 对于进行膜污染控制具有重要的指导意义。
2.2 MBR在世界范围内的应用
目前世界上MBR供应商主要有:Kubota (日本, 板框式膜组件) , Zenon (加拿大, 中空纤维膜组件) , Norit (荷兰, 中空纤维膜组件) , Usfilter (美国, 管式膜组件) , Microdyn - Nadir (德国, 夹层式平板膜膜组件) , Mitsubishi - Rayon (日本, 中空纤维膜组件) , 实际应用最为广泛的板框式和中空纤维膜组件, 为浸没式 MBR构型;管式膜组件主要应用于外置式MBR构型。最近, 德国 Microdyn - Nadir 公司开发了最先进的浸没式膜组件, 它标志着膜生物反应器技术的一大突破。通过一个创新的膜组件设计即为夹层式平板膜结构, 它集成了中空纤维膜和平板膜 MBR 的优点, 使之具有出水水质优良、抗阻塞及污染的能力强、膜面积和通量大、成本低等特点, 已应用到 MBR实际工程中, 取得好的处理效果, 因此具有广泛应用的前景。
目前, 在世界范围内, 实际运行和正在建设的MBR系统已超过了2200 套, 主要用于市政废水、家庭废水和工业废水、垃圾渗滤液处理, 在饮用水和地下水处理中也有少量的应用 大部分MBR用于处理市政废水和家庭废水约占66%, 近年来, 用于处理工业废水的数目有所增加约占33%。
在污水排放标准越来越严格和水资源短缺问题日益突出的背景下, 随着膜材料和污染控制技术的不断发展, MBR工艺污水处理规模已从小规模逐渐发展到大规模。据统计, 在世界范围内规模在处理量为10000m3/d以上污水处理厂约占7%。
3 展望和发展方向
MBR技术已在废水处理中起到了重要作用。近几年的经验表明 , 这项技术是成熟的 , 进行成功的设计和运行是可能的能用于市政废水和工业废水处理。因此, 随着MBR技术的发展和日益成熟, MBR技术将在世界范围内作为一种经济、高效的实用技术而被广泛应用。
在膜污染的控制方面, 进一步深入研究膜污染的机理, 尤其应加强对生物污染的研究, 发展更有效、更容易控制和最小化膜污染的方法, 充分利用计算机和传感器技术, 实行在线控制膜污染, 清洗方法的改进方面特别注意应使用安全化学品, 使该技术更加环保。
参考文献
[1]魏源送, 等.国外膜生物反应器在污水处理中的研究进展[J].工业水处理, 2003, 23 (1) :1-5.
[2]吴俊奇, 等.膜生物反应器的研究现状[J].北京建筑工程学院学报, 2004, 20 (3) :11-15.
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