污水處理膜生物反應(yīng)技術(shù)-污水處理廠
1、膜生物反應(yīng)技術(shù)概述
1.1 膜生物反應(yīng)技術(shù)的基本原理
膜生物反應(yīng)器是膜生物反應(yīng)技術(shù)的基礎(chǔ),實踐發(fā)現(xiàn),膜生物反應(yīng)器具有較強的污水處理能力,將其應(yīng)用于環(huán)境工程中,可以發(fā)揮較好的處理效果。在 20 世紀 90 年代,西方發(fā)達國家已經(jīng)開始廣泛研究和應(yīng)用膜生物反應(yīng)器。我國近年來引入此項技術(shù),且進行了大力發(fā)展和應(yīng)用。其中,膜分離技術(shù)、生物污水處理技術(shù)是膜生物反應(yīng)器技術(shù)的基礎(chǔ),其將生物處理技術(shù)和膜分離技術(shù)的優(yōu)勢充分綜合起來,在較大程度上提升了污水轉(zhuǎn)化率與處理效果。
1.2 膜生物反應(yīng)技術(shù)的分類
結(jié)合功能差異,可以將膜生物反應(yīng)技術(shù)的反應(yīng)器分為三種類型,包括萃取膜生物反應(yīng)器、膜曝氣生物反應(yīng)器以及膜分離生物反應(yīng)器等。其中,最為廣泛用到的為膜分離生物反應(yīng)器,經(jīng)過不斷發(fā)展,目前已經(jīng)比較成熟。
2、膜生物反應(yīng)技術(shù)的優(yōu)劣勢分析
2.1 膜生物反應(yīng)技術(shù)的優(yōu)勢分析
研究發(fā)現(xiàn),膜生物反應(yīng)技術(shù)綜合使用了膜分離技術(shù)和生物處理技術(shù),以便深度凈化污水。其將膜分離技術(shù)、生物處理技術(shù)的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來,具有較大的優(yōu)勢。具體來講,體現(xiàn)在這些方面:首先,通過膜生物反應(yīng)技術(shù)的應(yīng)用,可以促使污泥產(chǎn)量得到有效降低,借助于膜分離單元有效隔離處理雜質(zhì)和其他有機物,在反應(yīng)器內(nèi)部限制污泥,且池內(nèi)環(huán)境不會繁殖有機物,可以顯著降低污泥產(chǎn)量。其次,膜生物反應(yīng)器具有較高的反應(yīng)效率和分離質(zhì)量,在設(shè)計反應(yīng)器結(jié)構(gòu)過程中,因為只有較少的生成污泥量,那么過濾單元、沉淀單元不需要設(shè)置,這樣污水處理設(shè)備占用空間得到了大大的減少,在較大程度上降低結(jié)構(gòu)成本與運營成本,性價比較高。且污染沉降等問題不會出現(xiàn),污水凈化效率得到提升。對反應(yīng)器內(nèi)進行加壓處理,借助于生物反應(yīng)膜滲透廢水,有效隔絕了雜質(zhì)和無機物,高效分離廢水與微生物,促使污水處理質(zhì)量得到提升。最后,通過膜生物反應(yīng)技術(shù)的應(yīng)用,可以促使反應(yīng)器內(nèi)活性污泥濃度保持在較高的狀態(tài),顯著提升單位時間內(nèi)的降解分離量,生物處理效率得到加快,有機廢水處理質(zhì)量得到保證。
2.2 膜生物反應(yīng)技術(shù)的劣勢分析
調(diào)查研究發(fā)現(xiàn),膜生物反應(yīng)技術(shù)的應(yīng)用具有較大優(yōu)勢,如效率、質(zhì)量較高,成本較低等。但是也有諸多的問題出現(xiàn),首先有機物是生物膜的組成部分,那么污水滲透過程中,會有較多的雜質(zhì)被吸附和過濾掉,部分物質(zhì)只有較小的分子結(jié)構(gòu),滲透孔就可能遭到堵塞,進而經(jīng)過一段時間的運行后,降低生物膜的出水效率和出水質(zhì)量。
3、膜生物反應(yīng)技術(shù)在環(huán)境工程污水處理中的應(yīng)用
3.1 動態(tài)內(nèi)循環(huán)反應(yīng)技術(shù)
該技術(shù)主要是優(yōu)化了膜生物反應(yīng)技術(shù),促使有動態(tài)式內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器形成,其將超濾膜發(fā)展為有機過濾生成的動態(tài)膜,因為采用的濾膜材料孔徑較大,因此在較大程度上降低了反應(yīng)器的制造成本,推廣應(yīng)用價值較高。實驗表明,本種反應(yīng)器只需要進行 20min 左右的凈化準備,就可以將濾餅層的作用充分發(fā)揮出來,能夠有效濾除污水里面的 COD/TN/TP 等成分,其中對COD 的去除率可以達到 96% 以上。且將內(nèi)循環(huán)動態(tài)模式運用于反應(yīng)器中,增強了結(jié)構(gòu)的內(nèi)流性,可以更加均勻的混合混合液,相較于分離生物反應(yīng)器,其具有更好的凈化效果。在氨氮去除方面,可以達到 98% 以上的去除率;在總氮去除方面,因為應(yīng)用了動態(tài)生物膜,可以達到 52% 以上的 TN 去除率。
3.2EGSB-MBR重組技術(shù)
EGSB 即為第三代厭氧反應(yīng)器膨脹顆粒污泥床,其將出水回流系統(tǒng)增加于上流式厭氧反應(yīng)器中,可以更加高效地融合反應(yīng)器內(nèi)液,更加均勻緊密地接觸有機質(zhì)和微生物,促使生化反應(yīng)速度得到加快,生物降解效率得到提升。通過有機結(jié)合膜生物處理技術(shù)和 EGSB,能夠?qū)煞N技術(shù)的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來,且兩者的劣勢也可以得到有效消除。通過EGSB-MBR 重組技術(shù)的運用,可以互補整合兩者的優(yōu)勢和缺陷,促使凈化系統(tǒng)更加穩(wěn)定高效運行。
3.3曝氣濾池技術(shù)
在膜生物反應(yīng)技術(shù)體系中,非常重要的一種類型為曝氣濾池技術(shù),目前主要是搭配使用曝氣濾池技術(shù)和分離反應(yīng)器,借助于氣浮工藝的運用,將膠體、專用洗滌劑等投放于曝氣生物反應(yīng)器內(nèi),其與廢水發(fā)生化學反應(yīng),促使中和、沉淀的目的得到實現(xiàn),有效分離了污水污染物和水分,凈化效果比較顯著。
4、膜污染與防治
4.1 膜污染的影響因素
4.1.1 膜的性質(zhì)
膜材料、膜孔徑、孔隙率、親水性等較多方面都屬于膜的性質(zhì)內(nèi)容。在膜孔徑方面,進水及反應(yīng)器內(nèi)混合液的性質(zhì)是膜污染出現(xiàn)的主要原因。一般來講,膜具有更高的通量和更大的孔徑,更容易有堵塞問題出現(xiàn)。在親水性方面,膜抗污染性能會在較大程度上受到膜材料親水性的影響,親水性膜不會受到吸附影響,會有更大的膜通量產(chǎn)生。膜孔隙率較小的話,更容易出現(xiàn)堵塞問題。
4.1.2 污泥混合液的性質(zhì)
懸浮物固體濃度、粒度分布等都屬于污泥混合液的性質(zhì)內(nèi)容,其會在不同程度上影響到膜污染。如果生物反應(yīng)器內(nèi)的污泥濃度保持在較高狀態(tài),可以促使污泥負荷得到降低,基質(zhì)去除率得到增加,污泥產(chǎn)量得到減少,但是也有研究表明,過高的污泥濃度,會影響到固液分離。在 EPS 方面,其是微生物細胞的高分子粘性物質(zhì),會直接影響到活性污泥混合液中絮體的形成。大量研究表明,膜污染會直接受到 EPS 的影響。在污泥顆粒尺寸分布方面,一般來講,絮體尺寸與濾餅層阻力之間存在著反比關(guān)系,也就是說越小的絮體尺寸,會產(chǎn)生越大的濾餅層阻力。
4.1.3 操作條件
膜污染也會受到操作條件的影響,其中,膜通量、操作壓力、運行溫度等都屬于重要的影響因素。在溫度方面,通過對運行溫度適當升高,可以促使膜分離過程的實施更加順利,這是因為溫度變化隨之改變了粘液粘度,且提升溫度,還可以促使膜面上污染層的厚度和孔徑得到改變,促使膜的通透性能得到有機改善。
4.2 膜污染的防治措施
4.2.1 增強膜的抗污染能力
因為膜的性質(zhì)會直接影響到膜污染的產(chǎn)生,因此,選擇的膜需要具備較高的孔隙率、較好的親水性以及適當?shù)目讖健H绻儆谧匀辉魉?,那么就需要進行改性處理。通過改性處理,可以促使膜通量得到增加,生物污染得到減少。
4.2.2 改善混合液特性
通過對混合液特性進行改善,可以有效防治膜污染。在具體實踐中,可以將預(yù)處理組件添加于工藝中,以便將污染物去除掉,也可以對污泥特性參數(shù)進行改善,以便對膜污染有效防治。其中,將 PAC 顆粒添加于混合液中,可以將 PAC 顆粒的吸附作用充分發(fā)揮出來,促使活性污泥的可濾性能得到改善,濾餅層形成得到減小,進而實現(xiàn)膜過濾阻力降低的目的。且 PAC 顆粒的投入,也可以促使生物固體回流得到增加,進而促使濾餅層厚度得到減少。
4.2.3 優(yōu)化膜分離的操作條件
在膜污染防治中,還需要對膜分離的操作條件大力優(yōu)化。其中,充分利用終端過濾能量,會導(dǎo)致膜污染較快出現(xiàn),針對這種情況,就可以實施錯流過濾。有人將終端過濾、錯流過濾、反沖洗的優(yōu)勢充分利用起來,將終端過濾、反沖洗、過流過濾復(fù)合系統(tǒng)構(gòu)建了起來。實踐研究表明,本系統(tǒng)具有較好的運行效果和較高的經(jīng)濟性。
4.2.4 優(yōu)化反應(yīng)器和膜組件的構(gòu)成
在未來發(fā)展中,需要對反應(yīng)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)精心設(shè)計,促使設(shè)備死角、死空間間隙得到減小,避免有微生物變質(zhì)問題出現(xiàn),促使膜污染得到減輕。此外,通過對流道結(jié)構(gòu)合理設(shè)計,可以促使水流及時沖掉被截留的物質(zhì),實現(xiàn)膜污染減輕的目的。
5、結(jié)語
在可持續(xù)發(fā)展理念日趨深入的今天,環(huán)境工程污水處理中廣泛應(yīng)用了膜生物處理技術(shù),其具有較好的處理效果和較快的處理效率,且性價比較高,值得推廣和應(yīng)用。但是,在實際應(yīng)用過程中,膜生物反應(yīng)技術(shù)也存在著一些問題,如膜污染問題等,需要引起人們充分的重視,采取針對性的防治技術(shù),避免膜污染問題的出現(xiàn)。在未來發(fā)展中,需要繼續(xù)深入研究膜生物反應(yīng)技術(shù),優(yōu)化技術(shù)工藝,增強污水處理效果,為我國環(huán)保事業(yè)的推進做出更大貢獻。
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