地埋式生活污水處理成套系統(tǒng)
膜生物反應(yīng)器(MBR)是膜分離技術(shù)與生物污水處理技術(shù)相結(jié)合的新型態(tài)廢水處理系統(tǒng)。其主要組成部分包括生物反應(yīng)器、膜組件和控制系統(tǒng)。其中,生物反應(yīng)器主要發(fā)生污染物降解,為該降解過程提供場所。膜組件由膜和其支撐部分組成,是整個反應(yīng)器的核心部分。
由于膜組件的不同及膜組件與生物反應(yīng)器不同的結(jié)合方式,MBR可以有多種分類方法:
(1)根據(jù)生物反應(yīng)器中膜組件膜的孔徑大小,MBR反應(yīng)器可分為微濾、超濾、納濾、滲透汽化等反應(yīng)器。
(2)根據(jù)生物反應(yīng)器反應(yīng)過程是否需要曝氣可以分為好氧型膜生物反應(yīng)器和厭氧型膜生物反應(yīng)器。其中好氧型主要用于處理城市廢水和生活污水,厭氧型主要處理高濃度有機廢水。
(3)根據(jù)膜組件中膜的形式及排列方法,MBR可以分為板框式、螺旋卷式、圓管式、毛細管式和中空纖維式膜組件。其中,常見的有板框式和中空纖維式。
(4)根據(jù)膜組件作用效果,其可以分為分離式MBR、曝氣式MBR和萃取式MBR,分離式主要用來去除污水中的懸浮顆粒,高效地完成固液分離。曝氣式主要應(yīng)用于高需氧量廢水的處理。萃取式主要用于工業(yè)廢水處理中,用來完成廢水中污染物的萃取收集。
(5)根據(jù)膜組件與生物反應(yīng)器的位置擺放不同,MBR可分為分置式和一體式膜生物反應(yīng)器。分置式膜生物反應(yīng)器又稱循環(huán)式膜生物反應(yīng)器,混合液通過增壓進入組件內(nèi)部,在壓力作用下,液體透過膜而固體顆粒被截留,濃縮液回流至生物反應(yīng)器進行循環(huán)。而一體式則是直接將膜組件放在反應(yīng)器內(nèi)部。
MBR的特點
與傳統(tǒng)的水處理方法相比,MBR有以下幾個比較明顯的特點:
(1)MBR可以有效地截留污水中的微生物,實現(xiàn)了污泥齡和水力停留時間的分離。通過調(diào)整污泥齡的大小,使得生長周期較長的微生物如硝化細菌及反硝化細菌也可以成為優(yōu)勢菌種,在一定程度上可以提高整個反應(yīng)器的脫氮效率,使得運行更加靈活穩(wěn)定。
(2)MBR有較高的固液分離效率,出水效果良好且穩(wěn)定,受進水水質(zhì)影響小。由于膜的高效截留作用,反應(yīng)器中較大的顆粒物、大分子的有機物、細菌等均被截留在膜的進水側(cè)。同時不用考慮污泥膨脹。
(3)污泥濃度高,剩余污泥產(chǎn)量小。MBR可以在高容積負荷及低污泥負荷條件下運行,剩余污泥產(chǎn)量低,大大降低了后續(xù)的處理費用。
(4)MBR反應(yīng)器結(jié)構(gòu)緊湊,工藝設(shè)備集中,因此占地面積也較小,易實現(xiàn)一體化自動控制,操作管理方便。
盡管MBR具有上述特點,但也存在缺點,如膜污染嚴重、氧利用率低、投資成本高、水處理能耗較高、化學(xué)清洗廢液會造成二次污染等。實際應(yīng)用中膜污染是影響MBR推廣的大限制因素。
地埋式生活污水處理成套系統(tǒng)膜污染
1.膜污染形成原因
膜污染是指反應(yīng)器在運行過程中由于廢水中的微小顆粒、膠體或大分子溶質(zhì)在膜表面發(fā)生物理化學(xué)等相互作用而造成的膜孔堵塞現(xiàn)象。污染的類型主要表現(xiàn)為孔口堵塞、孔內(nèi)沉積、和表面污染(污泥層形成)以及各種污染形式的組合。膜污染主要分為以下幾類:
(1)短期污染,短時間內(nèi)由于濃差極化、凝膠層的形成使膜通量急劇下降,其為可逆污染,通過反洗,可以迅速去除恢復(fù)。
(2)長期污染,廢水中的微小顆粒與膜表面發(fā)生的長期作用而產(chǎn)生的膜污染現(xiàn)象,其為不可逆污染,可以通過化學(xué)藥劑清洗方法恢復(fù)。
(3)不可逆膜污染,由于反應(yīng)器的長期運行而產(chǎn)生的不能被去除的污染。
利用活性污泥法脫氮除磷,近年來,多采用在反應(yīng)池運行的厭氧/好氧法。在反應(yīng)池設(shè)厭氧段,可以起到:①為反硝化菌創(chuàng)造活躍的環(huán)境,積極除氮;②創(chuàng)造聚磷菌活躍的環(huán)境,利用以上兩個作用脫氮除磷。同步脫氮除磷,在理論上是可行的,但實際操作上卻很困難。
1、以脫氮除磷為目的的運行方法
微生物為獲得能源,會利用更多的氧氣分解有機物,而反硝化菌在缺氧條件下,能充分利用硝酸根離子(NO3-)和亞硝酸根離子(NO2-)中含有的氧,并終將污水中的氮轉(zhuǎn)化為氣體,釋放到空氣中。這就是脫氮的基本原理。此外,氨氮通過硝化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為亞硝酸根離子,可以進一步生成硝酸根離子。
水處理脫氮運行時,首先應(yīng)讓大量的硝化菌生存在活性污泥中。為此,應(yīng)促使進水中的氨氮在反應(yīng)池的好氧段氧化為硝酸根離子。接下來,為讓含有硝酸根離子的二沉池出水與污水和活性污泥相混合,需在反應(yīng)池中設(shè)置厭氧狀態(tài)(無氧、有NO3-)。厭氧狀態(tài)下的微生物為從污水中獲得能量,將利用硝酸鹽氮中的氧,活躍地講解有機物。硝酸鹽氮中的氧被消耗后殘留的氮,轉(zhuǎn)化為氣體,向大氣釋放。
該運行關(guān)鍵在于,在好氧段充分促進硝化反應(yīng),使氨氮氧化為硝酸鹽氮。氣溫高的夏季,反應(yīng)池的水溫隨之升高,硝化菌活躍,硝化反應(yīng)迅速,脫氮運行易于管理。但是,到了冬季水溫下降,硝化反應(yīng)也變的異常緩慢。
促進硝化反應(yīng)的運行要點如下所述:
① MLSS:調(diào)節(jié)活性污泥中的硝化菌量(MLSS值高,硝化菌也就多)。
②空氣量:通過調(diào)控曝氣量和好氧池停留時間,調(diào)節(jié)活性污泥與空氣的接觸量。
③水溫:較高的溫度為理想,但是由于受到季節(jié)的影響較大,很難調(diào)控。