膜生物反应器
- 格式:doc
- 大小:265.00 KB
- 文档页数:6
膜生物反应器的作用
膜生物反应器是一种采用膜技术与生物反应器相结合的设备,可以实现生物反应与膜分离的一体化操作。
其主要作用包括:
1. 生物反应:膜生物反应器可以提供合适的环境条件,促进生物反应的进行。
它可以提供适宜的温度、pH值、溶氧量等参数,为微生物提供良好的生长环境,促进微生物的代谢活性和生物反应效率。
2. 污水处理:膜生物反应器广泛应用于废水处理领域。
它可以利用微生物降解有机物和氮、磷等污染物,将污水中的有害物质转化为无害物质,并分离固体悬浮物和胶体颗粒,从而实现废水的净化和回用。
3. 水资源回收:膜生物反应器可以实现水资源的高效回收利用。
通过膜的分离作用,可以将废水中的有用成分(如水分、营养物质)与有害物质(如污染物、微生物)分离开来,从而实现废水的再利用,节约水资源。
4. 生物制药:膜生物反应器在生物制药过程中也有重要应用。
它可以为生物药物的发酵提供合适的环境和条件,增强生物反应的稳定性和产量。
同时,膜生物反应器还可以实现对发酵液中产物的连续分离与回收,提高产品纯度和产量。
膜生物反应器通过将膜技术与生物反应器结合,实现了生物反应与膜分离的一体化操作,具有广泛的应用前景,可以在废水处理、水
资源回收和生物制药等领域发挥重要作用。
膜生物反应器(MBR)介绍一、MBR技术简介膜生物反应器(MBR)是将传统的生物反应器和微孔膜技术结合而成的一种新型的污水处理技术,其以微孔膜这种精密的分离膜为核心,同时利用生物膜反应技术(MBR)进行处理。
MBR技术的特点是系统用膜代替了传统的澄清池,其效果显著,具有高水质、稳定性好、操作维护简单等特点,在市政府和工业废水处理中得到广泛的应用。
二、MBR技术工艺流程MBR技术的处理过程分为生物反应池、膜分离系统、超滤泵等组成部分,其处理流程基本如下:1、进水:污水通过污水泵送入MBR系统中。
2、生物反应池:利用生物学的原理,将水中的有机物质和氮磷等污染物质进行生物降解处理,转变为水体中的微生物和矿化物等。
这一过程需要在适宜的氧气含量和温度条件下进行,以便较好的实现污水的脱氮、脱磷和去除COD等作用。
3、膜分离系统:MBR系统的核心部分是孔径微小的微孔膜,这种膜可以分离出生物反应池中水中的颗粒物、微生物、病毒等杂质物,以保证水质过滤要求。
根据实际的处理工艺和出水质量要求,膜分离系统的膜孔径一般控制在0.1~0.5μm之间。
除了控制孔径外,还要根据实际技术要求和生产过程控制反洗周期、膜污染预警和自动清洗等工艺参数,以确保膜的分离效能和长期稳定性。
4、超滤泵:清水经过膜过滤后,外层的膜表面会沉积一定量的污垢,这些污垢需要定期进行反冲和清洗,以保证系统的正常运行和长期的使用寿命。
超滤泵则是用于维持膜的正常工作状态,清洗和预警报警等维护工作。
三、MBR技术应用场景1、市政污水处理MBR技术在市政污水处理中有着广泛的应用,其处理效果稳定、出水水质高、占地面积小等优势特点受到了市政府的青睐。
目前国内外的城市污水处理厂中,MBR工艺已经成为一种比较成熟和高效的处理技术。
2、工业废水处理MBR技术在工业领域中也有着很广泛的应用,其处理效果稳定,能够防止难降解或难分解的污染物通过生物反应器直接进入自然环境中,减少污染对环境的影响。
膜生物反应器类型膜生物反应器是一种利用膜技术进行生物反应的装置,其通过膜的选择性透过性,实现对反应物和产物的分离和浓缩,具有高效、节能、环保等优点。
根据不同的应用要求和操作方式,膜生物反应器可以分为多种类型。
一、微滤膜生物反应器微滤膜生物反应器是一种常见的膜生物反应器,其利用微孔膜进行分离和过滤,实现对微生物和悬浮物的分离和去除。
微滤膜具有较大的孔径,通常在0.1-10微米之间,可以有效地过滤微生物、悬浮物和颗粒物,同时保留溶解性物质。
微滤膜生物反应器广泛应用于饮用水处理、废水处理和生物发酵等领域。
二、超滤膜生物反应器超滤膜生物反应器是一种利用超滤膜进行分离和浓缩的膜生物反应器。
超滤膜的孔径通常在0.001-0.1微米之间,可以有效地分离大分子物质、胶体和悬浮物,同时保留溶解性物质。
超滤膜生物反应器广泛应用于生物制药、生物分离和废水处理等领域。
三、纳滤膜生物反应器纳滤膜生物反应器是一种利用纳滤膜进行分离和浓缩的膜生物反应器。
纳滤膜的孔径通常在0.001-0.01微米之间,可以有效地分离溶解性物质、小分子物质和离子,同时保留大分子物质和胶体。
纳滤膜生物反应器广泛应用于生物制药、生物分离和饮用水处理等领域。
四、反渗透膜生物反应器反渗透膜生物反应器是一种利用反渗透膜进行分离和浓缩的膜生物反应器。
反渗透膜是一种具有高选择性的膜,可以有效地去除溶解性物质、离子和微生物,同时保留水分子。
反渗透膜生物反应器广泛应用于饮用水处理、海水淡化和废水处理等领域。
五、气体分离膜生物反应器气体分离膜生物反应器是一种利用气体分离膜进行分离和浓缩的膜生物反应器。
气体分离膜具有较高的气体透过性和选择性,可以有效地分离和浓缩气体。
气体分离膜生物反应器广泛应用于气体分离和气体纯化等领域。
六、电渗析膜生物反应器电渗析膜生物反应器是一种利用电渗析膜进行分离和浓缩的膜生物反应器。
电渗析膜是一种具有电离选择性的膜,可以通过电场驱动离子的迁移,实现对溶解物的分离和浓缩。
膜生物反应器的原理
膜生物反应器是一种将膜分离技术与生物反应器结合的设备,通过膜的作用实现了生物反应和分离过程的同步进行。
其原理如下:
1. 膜生物反应器的基本构造包括生物反应池和分离膜两部分。
生物反应池中含有生物体(如细菌或其他微生物)和底物。
在反应过程中,底物与生物体发生反应,产生所需的产物。
2. 分离膜位于生物反应池中底物和产物之间,起到分离作用。
通常采用微孔膜或透析膜,具有一定的选择性,可以阻止生物体的径向运动,但允许底物和产物通过。
3. 在反应过程中,底物在膜的外侧进入反应池,通过分子扩散作用进入生物体内部进行反应。
反应后的产物通过分子扩散作用从生物体内部扩散到膜的内侧。
4. 分离膜的选择性可以根据需要进行调整,可以实现底物的有效供应和产物的有效分离,提高反应效率。
5. 与传统的生物反应器相比,膜生物反应器具有密闭性好、底物浓度高、产物浓度纯度高、反应速率快等优点。
此外,膜还可以防止生物体的混合和污染,提高生物反应的稳定性和可控性。
总之,膜生物反应器通过膜的分离作用实现了生物反应和分离过程的同步进行,提高了反应效率和产物纯度,具有广泛的应用前景。
膜生物反应器(MBR)介绍膜生物反应器(MBR)是一种先进的污水处理技术,它采用了生物膜技术和微孔膜技术相结合,可以高效地去除水中的污染物和细菌,使废水达到国家排放标准,同时还可以实现水资源的循环利用。
一、膜生物反应器的工作原理膜生物反应器的工作原理分为生物反应和膜过滤两个主要过程。
生物反应阶段是将废水中的有机物降解为可被微生物吸收的低分子化合物,同时释放出能量和二氧化碳。
而膜过滤阶段则是利用微孔膜的过滤作用,将生物反应池中的生物团和细菌截留在膜外,把清洁的水从膜孔中压出,最终得到达标的排放水。
二、膜生物反应器的优点1. 净水效果好。
MBR工艺对水中的悬浮物、生物细胞、病菌等有良好的截留和杀灭效果,可以有效提高出水水质。
2. 占地面积小。
相比传统生物脱氮、脱磷工艺,MBR工艺使用的生物反应池体积更小,系统更紧凑,因此占地面积更小。
3. 运行成本低。
MBR工艺可以避免传统工艺中用于搅拌、沉降、澄清等工序所需要的设备和能源消耗和维护费用。
此外,膜组件使用寿命长,可加快工艺流程,降低进出水波动对系统负荷产生的影响,从而减少了后处理设备的需求。
4. 可实现零废水排放。
通过再利用MBR反应池内的生物菌群、生物膜和微孔膜的功能,废水可以完全达到生态恢复和循环利用的标准。
三、膜生物反应器的应用领域MBR工艺已被广泛应用于城市污水处理、工业废水处理、恶臭气体治理、海水淡化等领域。
城市污水处理中,MBR工艺利用膜过滤技术对废水进行处理,可用于公共卫生、景观池和生态用水等方面。
在工业废水处理中,MBR工艺可以对各种工业生产废水和污染地下水进行处理和回收利用。
在海水淡化中,MBR工艺是一种可靠的技术手段,可以将海水转化为可饮用的淡水。
总的来说,MBR工艺具有净水效果好、占地面积小、运行成本低和可实现零废水排放等优点,在废水处理和资源再利用方面具有广阔的应用前景和重要意义。
膜生物反应器工艺流程
膜生物反应器(MBR)是一种先进的废水处理技术,结合了生物
反应器和膜分离技术。
它在废水处理领域具有广泛的应用,能够高
效地去除废水中的有机物、氮、磷等污染物,生产出高质量的水。
膜生物反应器工艺流程主要包括预处理、生物反应和膜分离三
个步骤。
首先是预处理阶段,废水经过格栅、沉淀池等设备去除大
颗粒杂质和悬浮物,以保护膜的正常运行。
接下来是生物反应阶段,废水进入生物反应器中,通过生物降解作用,有机物和氮、磷等污
染物被微生物降解成无害物质。
最后是膜分离阶段,经过生物反应
后的水通过膜分离器进行过滤,将微生物和悬浮物截留在膜表面,
产出清澈透明的水质。
膜生物反应器工艺流程相比传统的废水处理技术具有许多优势。
首先,其废水处理效果好,能够高效去除废水中的各种污染物,产
出水质优良的处理水。
其次,MBR工艺占地面积小,处理效率高,
操作维护方便,适用于各种规模的废水处理厂。
此外,MBR工艺还
能够实现水资源的循环利用,符合可持续发展的理念。
总的来说,膜生物反应器工艺流程在废水处理领域具有重要的
应用前景,可以有效解决废水处理中的难题,为环境保护和可持续发展做出贡献。
希望在未来能够进一步推广和完善这一技术,使其发挥更大的作用。
MBR膜生物反应器1. 简介MBR(膜生物反应器)是一种集传统生物化学处理和膜技术于一体的污水处理设备。
它采用生物反应器和微孔膜分离器相结合的方式,能够高效地去除水中的有机物、悬浮物和微生物。
2. 工作原理MBR膜生物反应器的工作原理可以简单概括为以下几个过程:2.1 生物降解首先,进入MBR生物反应器的废水会与一定浓度的活性污泥接触。
污泥中的微生物会分解废水中的有机物,将其转化为二氧化碳和水,从而去除有机污染物。
2.2 膜分离经过生物降解后的废水会进入膜分离器,其中装有微孔膜。
微孔膜的孔径非常小,只有几纳米到几十纳米,能够有效地过滤掉废水中的悬浮物和微生物。
通过这种膜分离的过程,可以实现对废水的净化和分离。
2.3 污泥浓缩膜分离器中的污泥会逐渐积聚在膜表面,形成污泥膜层。
为了避免膜堵塞和维持反应器的高效运行,需要定期清洗和维护膜。
清洗过程中,污泥浓缩会被退化,形成浓度较高的污泥。
2.4 水质回收经过膜分离和污泥浓缩后,废水中的有机物、悬浮物和微生物被去除得较为彻底。
此时,反应器出流的水质可以满足再利用的要求,比如景观灌溉和工业用水等。
3. MBR膜的类型MBR膜生物反应器中使用的膜一般分为两种:中空纤维膜和平板膜。
3.1 中空纤维膜中空纤维膜是由一根根中空的纤维组成,膜孔径较小,可以高效地分离悬浮物和微生物。
中空纤维膜具有较高的通量和抗污染能力,但需要较高的清洗成本。
3.2 平板膜平板膜是由一系列平板堆叠而成,膜孔径较小,可以高效地分离废水中的有机物和微生物。
与中空纤维膜相比,平板膜具有更好的通量和更低的清洗成本。
4. MBR膜生物反应器的优势MBR膜生物反应器相比于传统污水处理工艺具有许多优势:•高效去除有机物和悬浮物,水质稳定;•膜分离效果好,可以达到微生物和病毒的高度清除;•占地面积小,适合在空间有限的地方建设;•处理过程稳定,对负荷波动的适应能力强;•处理效果可靠,出水质量高。
5. 应用领域MBR膜生物反应器广泛应用于各个领域的废水处理,包括工业废水处理、城市污水处理、景观灌溉等。
一、工作原理膜生物反应器(简称MBR)是将膜分离技术与生物处理技术直接相接合而形成的一种新的水处理技术,利用膜的选择透过性,几乎能将所有的微生物截留在生物反应器内,这使得膜生物反应器内的生物浓度极高,理论上泥龄可以无限延长,极有效地去除氨氮及大分了有机物,使出水的有机物含量降至最低,出水清澈透明,无悬浮物,可以直接作为生活杂用水进行回用。
根据布置形式的不同,一般分为分置式MBR及浸没式MBR(又称一体式),其工艺流程如下:二、总体结构及组成膜生物反应器一般由池体、膜组件、曝气系统、出水系统及电控系统等组成,其总体结构如下图所示:1、池体池体一般由钢板及型钢焊接而成,其上有进、出水管道及排空管道。
2、膜组件膜组件是MBR的核心部件,主要由中空纤维膜与ABS管道组成,由专业厂商提供,不同的污水,膜组件的参数也不相同,膜组件主要起超滤作用,将污水中的微生物、大分子有机物及悬浮物等截留于MBR内,使污水得到净化。
3、曝气系统曝气系统主要由鼓风机(及其附件)、曝气管道等组成,管道上设有调节阀可以调整膜组件的曝气强度,以减轻膜污染。
4、出水系统主要由泵、阀门、管道、流量计等组成,泵的流量与抽吸压力与膜组件相配,流量可以通过流量计直接显示。
5、电控系统电控系统由PLC与电气元件等组成,其作用主要是控制MBR的自动运行及故障报警、显示等。
三、供货分散程度:一般在厂内组装完毕后整体供货,膜组件单独包装,安装结束时放置;当处理量超过15t/h小时,池体需现场制作,其余件在厂内加工完毕后现场安装。
四、安装前的准备1、检查其础是否与设备基础相符;2、检查管道方位是否与设计相符;3、对运输中的损伤、变形等应进行修复;4、资料(说明书、图纸等)是否齐全。
五、设备的安装整体供货时,将设备起吊就位,置于设备基础上,调正、调平,注意管道方位应与设计方位一致,设备水平度允差小于1/1000,然后将进、出水管道、排空管道与用户预留管道相接(注意不可接错),最后将膜组件放入池体内固定;分体式供货时,等池体制作完成就位后,将各管道与用户预留管道相接,最后将膜组件放入池体内固定,将其上管道法兰联接。
什么是膜生物反应器
膜生物反应器(MBR)是一种活性污泥法与膜分离工艺相结合的新型水处理技术,主要分为一体式、分置式、射流曝气、无泡曝气等形式。
膜生物反应器的优点主要包括∶
①有机物的去除率高,出水中的悬浮物含量极低,出水水质稳定可靠。
②膜的截留作用避免了活性污泥的流失,反应器内的污泥浓度较高,从而降低了反应器的污泥负荷,提高了容积负荷,耐冲击负荷能力较强。
③由于膜的固液分离作用,活性污泥被完全截留在反应器内,实现了污泥停留时间和水力停留时间的分别控制。
由于污泥龄很长,生物反应器起到了“污泥好氧稳定池”的作用,剩余污泥量很少,且可直接脱水处理。
较长的污泥龄还有利于硝化菌的生长,提高了系统的硝化能力。
④较大的曝气量使活性污泥有很好的分散性,大大提高了活性污泥的比表面积。
反应器内独特的水力循环措施,有利于污水和活性污泥的充分接触,提高了处理效率,同时还有利于难降解有机物的彻底分解。
⑤膜生物反应器工艺省去了二沉池,并取代了三级处理的全部工艺,减少占地面积,节省了基建投资。
⑥膜生物反应器的结构简单,易于实现自动控制,操作管理方便。
膜生物反应器(MBR)介绍膜生物反应器(MBR)是把膜技术与污水处理中的生化反应结合起来的一门新兴技术,也称作膜分离活性污泥法。
最早出现在20 世纪70 年代,目前在世界范围内得到广泛应用。
膜生物反应器(MBR)用膜对生化反应池内的含泥污水进行过滤,实现泥水分离。
一方面,膜截留了反应池中的微生物,使池中的活性污泥浓度大大增加,达到很高的水平,使降解污染物的生化反应进行的更迅速更彻底,另一方面,由于膜的高过滤精度,保证了出水清澈透明,得到高质量的产水。
MBR 技术有以下特点和优势:⑴膜材质为PVDF,自身抗污染能力强,不易被污染物粘附,易清洗,适于污水处理。
⑵空隙率高、通量大,远高于其它材质的同类产品。
⑶膜材质化学性能稳定,抗氧化能力强,可以用酸、碱、氧化剂清洗,清洗后通量可完全恢复。
⑷膜寿命长达3-5 年。
⑸出水水质好,出水悬浮物和浊度接近于零,可直接回用。
⑹由于膜的高效截流作用,微生物完全截留在反应器内,实现了反应器水力停留时间(HRT)和污泥泥龄(SRT)的完全分离,使运行控制更加灵活稳定。
⑺反应器内的微生物浓度高达8000-12000mg/L,生化效率高,耐冲击负荷强。
⑻污泥泥龄(SRT)长,有利于增殖缓慢的硝化细菌的截流、生长和繁殖,系统硝化效率得以提高。
⑼反应器在高容积负荷、低污泥负荷、长泥龄条件下运行,剩余污泥排放量少。
⑽膜分离使污水中的大分子难降解成分在生物反应器内有足够的停留时间,大大提高了难降解有机物的降解效率。
⑾系统自动化程度高,采用PLC 控制,可实现全程自动化控制。
⑿模块化设计,结构紧凑,占地面积小,运行费用低廉。
膜生物反应器(MBR)的类型根据膜的使用方法不同分为内置式和外置式两种。
内置式是将膜直接浸渍于生化反应池中,直接从膜元件中抽取净水,而外置式则是用泵将生物反应池的泥水混合物通过膜组件进行错流过滤循环,得到洁净3的透过水。
内置式膜生物反应器由于操作压力低,膜的通量相对较小,膜面积的使用量较大,而外置式膜生物反应器由于是在泵的压力下大流量循环错流过滤,膜的通量较大,使用的膜面积较小,但动力消耗较大。
膜生物反应器(MBR)
膜生物反应器(membrane biological reactor , MBR)是用超滤膜代替二沉池进行污泥固液分离的污水处理装臵,为膜分离技术与活性污泥法的有机结合。
超滤膜孔径一般在0.1~0.4μm,出水水质相当于二沉池出水再加超滤的效果。
膜生物反应器不仅提高了污染物的去除效率,在很多情况下出水可以作为再生水直接回用,在将来的污水处理领域膜生物反应器将会得到较多应用。
膜生物反应器在一个处理构筑物内可以完成生物讲解和固液分离功能,生物反应区的混合液悬浮固体浓度可以比普通活性污泥法高几倍。
膜生物反应器的优点是:①容积负荷高、水力停留时间短;②污泥龄较长、剩余污泥量减少;③避免了因为污泥丝状菌膨胀或其他污泥沉降问题而影响曝气反应区的MLSS浓度;
④在低溶解浓度运行时,可以同时进行硝化和反硝化;⑤出水有机物浓度、悬浮固体浓度、浊度均很低,甚至致病微生物都可被截留,出水水质好;⑥污水处理设施占地面积小。
膜生物反应器类型可分为内臵浸没膜组件的内臵式膜生物反应器和外臵膜分离单元的外臵式膜生物反应器。
目前,膜生物反应器还存在造价较高、膜组件易受污染、膜使用寿命有限、运行费用高等缺点。
膜生物反应器名词解释膜生物反应器是一种利用膜分离技术与生物反应技术结合的设备,通过在生物反应器中加入特殊的膜材料,使底物和产物之间通过膜分离,实现底物的连续补给和产物的连续收集,从而提高反应效率和产物纯度。
膜生物反应器广泛应用于生物化工、制药、环境工程等领域,可用于生物转化、微生物培养、废水处理等过程。
膜生物反应器是一种利用膜技术的设备,将生物反应和膜分离结合起来,实现底物和产物之间的选择性传递。
膜生物反应器中的膜材料可以是微孔膜、超滤膜、纳滤膜等,根据需求选择适合的膜材料。
膜生物反应器具有以下特点:1. 连续补给和收集:通过膜分离,底物可以被连续补给到反应器中,而产物可以被连续收集,提高了反应的持续性和产物的纯度。
2. 选择性传递:膜材料可以选择性地传递特定大小或特定性质的分子,实现底物与产物之间的选择性分离,提高反应的效率。
3. 控制反应环境:膜生物反应器中的膜材料可以起到过滤、分离、阻隔等作用,可调控反应环境、保护生物催化剂、防止产物的回流等。
4. 减少污染和冲突:膜分离可以有效防止微生物、酶等生物催化剂进入产物中,避免了污染问题。
同时,底物和产物之间的分离也可以避免由于底物浓度增加、产物抑制等因素导致的反应冲突。
5. 灵活性和可扩展性:膜生物反应器的体积和反应器结构可以根据需要进行调整和扩展,便于适应不同规模和需求的反应过程。
膜生物反应器的应用领域包括生物化工、制药、环境工程等。
在生物化工中,膜生物反应器广泛应用于酶催化、发酵生产、单细胞蛋白生产等过程中。
在制药行业中,膜生物反应器常用于药物合成、生物转化、分离纯化等环节。
在环境工程中,膜生物反应器可用于废水处理、污泥处理以及气体处理等环境治理过程。
总体而言,膜生物反应器充分发挥了膜分离技术和生物反应技术的优势,可以实现连续、高效、选择性的反应过程,具有广泛的应用前景。
膜生物反应器在实际应用中有多种类型,常见的类型包括膜生物反应器、膜生物反应器组合系统和膜生物反应器分离系统。
膜生物反应器类型膜生物反应器是一种应用膜技术和生物技术相结合的新型反应器。
它通过在反应器中引入膜作为分离界面,实现底物与酶之间的有效接触,提高反应效率和产物纯度。
膜生物反应器的类型多种多样,下面将介绍几种常见的膜生物反应器类型。
一、膜分散式反应器膜分散式反应器是指在反应器中引入膜,将底物和酶分散在膜上进行反应。
膜的作用是将底物和酶隔离开,使其分子在膜上进行传递和反应。
这种反应器具有反应速度快、反应效果好的优点。
二、膜固定式反应器膜固定式反应器是指将酶固定在膜上,底物通过膜进行传递和反应。
膜的作用是将底物与酶有效分离,并提供一个良好的反应环境。
这种反应器具有反应效果稳定、寿命长的优点。
三、膜吸附式反应器膜吸附式反应器是指在反应器中引入膜吸附剂,使底物和酶通过膜吸附剂进行吸附和反应。
膜吸附剂的作用是增加反应界面,提高反应效率。
这种反应器具有反应速度快、操作简便的优点。
四、膜渗透式反应器膜渗透式反应器是指利用膜的渗透性质,将底物和酶分别放置在膜的两侧进行反应。
膜的作用是将底物和酶分离,并通过膜的渗透作用实现底物的传递和反应。
这种反应器具有反应效果好、操作简便的优点。
五、膜微滴式反应器膜微滴式反应器是指将底物和酶包裹在微滴中,通过膜的作用将微滴分散在反应器中进行反应。
膜的作用是将微滴固定在反应器中,并提供一个良好的反应环境。
这种反应器具有反应效果稳定、反应速度快的优点。
六、膜吸附微滴式反应器膜吸附微滴式反应器是指在反应器中引入膜吸附剂,将底物和酶包裹在微滴中进行反应。
膜吸附剂的作用是增加反应界面,提高反应效率。
这种反应器具有反应速度快、操作简便的优点。
以上就是几种常见的膜生物反应器类型。
膜生物反应器以其独特的分离与反应功能,被广泛应用于酶催化、生物转化、废水处理等领域。
随着膜技术和生物技术的不断发展,相信膜生物反应器在未来会有更广阔的应用前景。
膜生物反应器随着生物技术的不断发展,膜生物反应器也越来越受到人们的关注和重视。
膜生物反应器是一种将微生物在膜中固定化的生物反应器。
固定化微生物与传统的游离菌发酵过程相比,具有很多优势,如提高了菌体的生理活性和化学稳定性、增强了菌体对生产物的选择性、减轻了反应器的复杂度和操作难度等。
本文将着眼于膜生物反应器的珂学特点、技术原理和应用领域,以及未来的发展前景进行探讨。
一、珂学特点1. 微生物与膜的物理固定传统生物反应器中微生物是游离存在,与反应物之间的接触面积较小,而在膜生物反应器中,微生物被物理地固定在膜中,使微生物与反应物之间的接触面积大大增加。
2. 生物体相对稳定固定化微生物最大的优势是提高了生物体相对稳定性,减少了传统发酵过程中的环境因素对微生物的影响。
3. 操作方便膜生物反应器可以轻松地进行运行状态的调整,节省时间和人力,降低操作成本二、技术原理膜生物反应器是通过将微生物对营养物质进行转化,将它们定期排放出去,达到达到产品的生产目的,这是由膜体生物修复和分离两个过程来完成固定化微生物的过程。
整个过程中,微生物通过自身的修补机制来吸收和排出营养物质。
1. 膜体生物修复通过固定化微生物在薄膜表面的生长,修复薄膜的微观结构,形成一个中空的弹性薄膜结构,实现了微生物和薄膜的高效互补。
2. 膜体生物分离利用微生物在薄膜中的生长,通过不同的处理方法,可以将微生物对营养物质的转化过程定期地排放出去,其中分离膜就起到了关键的作用。
三、应用领域1. 废水处理膜生物反应器在废水处理领域发挥着重要的作用。
通过膜技术将微生物样品粘附在膜的表面,可有效地处理各种废水,如含有各种重金属和残留药物等废水。
2. 环境修复膜生物反应器还可以应用于环境修复领域。
通过选择合适的微生物菌群,并将之固定在膜上,对一些环境污染物进行修复。
3. 医药领域膜生物反应器可应用于制药生产,加速药物研究和生产等。
其可运用于高效、高产、节约的含量低的制剂的生产过程中。
MBR(Membrane Bioreactor)膜生物反应器是一种结合了生物反应器和膜分离技术的废水处理系统。
其原理主要包括以下几个方面:
1. 生物反应器:MBR系统中的生物反应器通常采用活性污泥工艺,通过微生物的代谢作用将废水中的有机物质降解为无害物质。
有机物质在生物反应器中被微生物吸附、降解和转化,从而实现废水的去除和净化。
2. 膜分离:MBR系统通过在生物反应器内设置微孔膜来实现固液分离。
这些微孔膜具有较小的孔径,可以有效阻止污泥颗粒和悬浮物的通过,同时允许水分子和溶解的物质通过。
这样可以实现废水的过滤和分离,将澄清的水分离出来。
3. 膜清洗:由于生物反应器中的微生物产生胞外多糖等物质,会使膜表面发生污染和堵塞。
因此,MBR系统需要定期进行膜清洗操作,以保持膜的通透性和稳定性。
常用的清洗方法包括物理清洗、化学清洗和生物清洗等。
MBR膜生物反应器的优点包括:
-水质稳定:通过膜分离,可以有效地去除悬浮物、胶体和微生物等,从而获得高质量的出水。
-占地面积小:相对于传统的活性污泥工艺,MBR系统不需要沉淀池,减少了占地面积。
-可调节性强:MBR系统具有较好的抗冲击负荷能力和适应性,能够应对废水负荷、水质变化等情况。
-产生的污泥量少:由于膜的过滤作用,MBR系统产生的污泥量相对较少,减少了后续处理的成本。
需要注意的是,MBR膜生物反应器在实际应用中仍然存在一些挑战,如膜污染、能耗较高等问题。
因此,在设计和运营MBR系统时,需要综合考虑技术、经济和环境等因素,以实现最佳的废水处理效果。
膜生物反应器原理膜生物反应器(MBR)是一种将生物反应器与膜分离技术相结合的新型污水处理技术。
它采用微孔膜过滤技术,将生物反应器中的生物污泥与水进行有效分离,从而实现高效的固液分离和高质量的污水处理。
膜生物反应器具有处理效率高、占地面积小、出水水质好等优点,因此在污水处理领域得到了广泛的应用。
膜生物反应器的原理主要包括生物反应器和膜分离两个部分。
生物反应器是指采用生物降解技术,利用微生物将有机物降解为无机物的过程。
而膜分离则是指利用微孔膜的物理隔离作用,将生物污泥和水进行有效分离的过程。
两者相结合,构成了膜生物反应器的基本原理。
在膜生物反应器中,污水首先进入生物反应器进行生物降解处理。
在生物反应器中,微生物通过吸附、降解、氧化等作用,将有机物降解为无机物,并释放出相应的能量。
在这个过程中,微生物的生长和代谢需要一定的时间,而生物污泥的产生也是不可避免的。
为了实现生物污泥和水的有效分离,膜分离技术被引入到膜生物反应器中。
膜分离是通过微孔膜的物理隔离作用,将生物污泥和水进行有效分离的过程。
微孔膜具有较小的孔径,可以有效阻隔生物污泥颗粒和有机物颗粒,从而实现固液分离。
同时,微孔膜还可以有效地拦截细菌和病毒等微生物,提高出水的水质。
因此,膜分离技术能够实现高效的固液分离和高质量的污水处理。
膜生物反应器的原理是将生物反应器和膜分离技术相结合,充分发挥两者的优势,实现高效的污水处理。
通过生物反应器进行生物降解处理,再通过膜分离技术实现生物污泥和水的有效分离,从而得到高质量的处理水。
膜生物反应器具有处理效率高、出水水质好、占地面积小等优点,因此在污水处理领域有着广泛的应用前景。
总的来说,膜生物反应器是一种高效的污水处理技术,其原理是将生物反应器和膜分离技术相结合,通过生物降解和膜分离实现高质量的污水处理。
膜生物反应器不仅可以提高污水处理效率,还可以改善出水水质,因此在环保领域有着重要的应用价值。
随着技术的不断进步和完善,相信膜生物反应器将会在未来得到更广泛的推广和应用。
膜生物反应器解决饮水问题
09生物技术一班:指导老师:
( 甘肃天水 741001)
【摘要】:通过膜生物反应器解决我们当前的饮水问题,对海水淡化扩大水资源,对微污染的地下水和地表水净化,提高水质量,使我们有足够的,卫生的饮用水。
【关键词】:饮用水;膜生物反应器
MBR to solve the problem of drinking water
09 biotechnolog one: Instructor:
(Gansu Tianshui 741001)
【Abstract】: The solution to our problem of drinking water through the membrane bioreactor to expand water resources, desalination, micro-contamination of groundwater and surface water purification, improve water quality, so that we have enough, healthy drinking water.
【Key words】: drinking water; membrane bioreactor
膜生物反应器(membrane bioreactor, MBR)是膜分离过程与生物反应过程耦合的生物反应装置,可应用于原水的净化、海水的淡化和高质饮用水的加工。
膜生物反应器( MBR ) 作为一项新型的水处理技术, 具有处理效率高、出水水质好、设备占地面积小、运行管理简单等特点, 在水处理领域包括自来水供给保障和污水处理回用中得到了迅速发展。
它的结构示意图1.[1]
图1:膜生物反应器的结构示意图
通过膜生物反应器,一方面扩大饮用水的来源;另一方面提高饮用水的质量,保证我们的饮水健康。
海水的淡化是解决当前水问题的热点,如果将占地球总表面积的70.8%的海水进行淡化,那么饮水问题还是问题吗?提高饮用水的质量
就是对受到轻度污染的原水和卫生不达标的饮用水进行加工。
一、海水的淡化
海水的淡化其实质是对海水进行脱盐和降低某些高离子浓度的过程,而脱盐是主要的。
传统脱盐技术存在的缺点可以通过集成膜海水淡化系统来优化,达到水资源的可持续发展。
海水淡化流程如图2.[2]把没有经过任何预处理的海水通过进水泵抽到进水罐,然后通过循环泵抽到反应池中。
给反应池中通入空气,进行膜过滤反应。
净化完的水再通过出水泵输出,整个过程保持压强不变。
图2:海水淡化流程
二、原水的净化
原水主要包括地表水和地下水两部分。
地表水是存在于地壳表面,暴露于大气的水。
地表水是河流、冰川、湖泊、沼泽四种水体的总称,亦称“陆地水”。
它是人类生活用水的重要来源之一,也是各国水资源的主要组成部分。
地下水是存在于地表以下的水,作为人类宝贵的淡水资源,随着现代社会工业化进程的不断发展,出现了不同程度的污染问题。
[3]地下水-土壤中的污染物主要有三类: 有机污染物、重金属污染物以及放射性污染物。
特别是有机污染物对地下水-土壤的污染日益严重, 已经超过重金属污染物和放射性污染物,成为目前土壤和地下水污染的主要来源。
[4]
MBR在净水方面典型生产性的应用:对硝酸盐含量超标的地下水, 在实验室采用孔径为0. 01um的纤维素衍生膜的分置式MBR脱氮, 对硝酸盐的去除率达99. 0%, TOC的去除率>95. 0%; Ubrain等在法国针对含氮和杀虫剂的微污染原水, 采用MBR/PAC工艺进行了生产性试验(处理能力为400m3/d), 对天然有机物
(NOM)的去除率达30. 0%, 对UV254的去除率达60. 0%, 出水TOC为0. 8~ 1. 1mg/L、硝酸盐<2. 3mg/L, 且未检出杀虫剂。
以下是地处太湖下游河网地区微污染水的净化流程图(图3).[5]河网水经进水泵到达生物反应器中,自动控制系统对进水泵、液位计和出水泵控制,从而达到液位和压强的一致。
反应完的清水经出水泵排出。
图3:河网水的净化流程
最有效的三种反应器工艺流程
1.阴离子交换膜生物反应器
1.1原理
如图4,[6]将受到Cl-和NO-3污染的原水通过进水泵进入流动池,流动池中间有阴离子交换膜,其特点是只允许阴离子通过。
阴离子通过循环泵进入厌氧反应器,反应器中加入营养盐,反应一段时间,将清水流出。
图4:阴离子交换膜生物反应器
1.2优点
致密的阴离子交换膜将厌氧微生物与待处理饮用水隔开,可以避免微生物代谢产物、添加的过量碳源和养分的污染,解决了生物处理饮用水出现“二次污染”和“微生物污染”的问题。
[7]
2.生物硅藻土-动态膜生物反应器
2.1原理
硅藻土颗粒为微生物载体形成菌落团,菌落团通过微生物荚膜和表面粘液作用,形成大量硅藻土菌胶团。
通过这些胶团对微污染水进行净化。
如图5,[8]原水通过进水泵进入反应器,反应器中的膜组件对污水进行反应过滤,控制器对各个环节控制。
净化过的清水由出水泵排出。
2.2优点
对浊度和氨氮有机物具有良好的去除效果。
图5:生物硅藻土-动态膜生物反应器
3.投加粉末活性炭(PAC)的膜生物反应器(MBR)
3.1原理
采用投加粉末活性炭(PAC)的膜生物反应器(MBR)组合工艺- PAC/ MBR 处理微污染地表水。
中试结果表明,该工艺出水水质稳定,稳定运行期间出水浊度、COD Mn和氨氮分别保证在0.3NTU、1.9mg.L-1和0.2 mg.L-1以下,达到生活饮用水卫生标准的要求。
如图6,[9]原水经潜水泵首先抽到沉淀池,经混凝剂处理,除去颗粒悬浮物,然后通过流量计进入反应器。
此时,投加粉末活性炭进行反应,
反应完的清水从上抽出,污泥从下排出。
图6:PAC/ MBR膜生物反应器
3.2优点
除污效果明显,对COD Mn和氨氮去除率高,处理的水达到生活卫生标准。
此外,膜生物反应器对饮用水中氯酚和高氟地下水的治理具有很好的效果。
总之,随着膜制造技术的进步,膜质量的提高和膜制造成本的降低,各种新型膜生物反应器的开发也使其运行费用大大降低。
因此,从长远观点来看,膜生物反应器是今后替代传统的渗透液处理方法的有力竞争者,它在水处理中的应用范围必将越来越广。
参考文献
[1]冯文婕,蔡邦肖.膜生物反应器技术与市场的发展[J].海洋技术, 2007,26(4):126-130.
[2]周武旋,赵江萍,纪晓声.浸没式超滤膜在水质预处理中的应用[J].资源与环境,2011,(9):144-146.
[3]井柳新,程丽.地下水污染原位修复技术研究进展[J].水处理技术,2010, 36 (7):6-9.
[4]杨茜,高延雄,杜敏娜.地下水-土壤原位生物修复技术研究进展*[ J].广州化工, 2010,38(7):14-16.
[5]程家迪,刘锐,李荧,邹利华,陈吕军.膜生物反应器净化微污染原水的试验研究[J].中国给水排水,2010,26(11):13-20.
[6]高孟春,王悦静,梁方圆,杨丽娟,杨瑒,李冰,于恒,王子超,张优.水力停
留时间对阴离子交换膜生物反应器去除硝酸盐的影响[J].环境工程学报, 2010,4(9):1959-1962.
[7]高孟春,于恒,刘洁琼,梁方圆,李耀如,杨丽娟,王子超,张优,王悦静.阴离
子交换膜生物反应器在不同水力停留时间下还原饮用水中ClO-4的研究[J].中
国海洋大学学报,2012,42(1-2):31-35.
[8]余振勋,曹达文,马延强,褚华强,董秉直.生物硅藻土-动态膜生物反应器处
理微污染原水的研究 [J].河南理工大学学报,2011,30(2):220-224.
[9]胡婧逸,邓慧萍,张玉先,黎园,刘子正. PAC/ MBR用于微污染地表水处理
的中试研究[J].水处理技术,2010,36(8):100-103.
[10]李永富,孟范平,姚瑞华.饮用水除氟技术开发应用现状[J].水处理技
术,2010,36(7):10-13.
[11]杨昕,钟佛华,张彦浩,李海翔.饮用水中氯酚的去除方法研究进展[J]. 水处理技术,2010,36(8):21-24.
[12]高孟春,梁方圆,杨丽娟,李冰,于恒,王子超,钟媛.阴离子交换膜生物
反应器反硝化性能的研究[J].中国给水排水,2010,26(3):4-6.
[13]冯逸仙.海水淡化的技术方向及经济性[J].水处理技术,2010,36(9):1-5.
[14]田家宇,徐勇鹏,潘志辉,芦澍,李圭白.膜吸附生物反应器(MABR ) 用于饮
用水去除有机物[J].哈尔滨工业大学学报, 2010,42(10):1568-1571.
[15]吴彦君,李国玲.膜分离技术在水和废水处理中的应用[J].绿色科
技,2010,(8):159-161.。