好氧MBR与序批式MBR处理生活污水的比较
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序批式反应器(SBR)技术
污⽔处理⼯艺类型
污⽔⽣物处理的⽅法很多,根据氧化还原条件可以分为好氧处理和厌氧处理两⼤类;根据微⽣物附着⽅式可以分为活性污泥法和⽣物膜法处理系统;根据进⽔⽅式可以分为连续式或者间歇式。
⼀般来讲,⽣物法处理⼤流量污⽔时采⽤连续进⽔⽅式。
处理流量⼩的时候可以采⽤间歇式进⽔。
序批式反应器(SBR)技术就是采⽤⼀个池体的间歇式活性污泥系统,池休既作为⽣物反应器⼜作为沉淀池。
SBR反应器运⾏次序⼀般分为五个阶段,即进⽔、反应、沉淀、出⽔和闲置。
当处理连续流污⽔时则需要⾄少两个或者多个池。
膜⽣物反应器可以是连续进⽔,也可以是间歇进⽔。
利⽤序批式反应器(SBR)技术与MBR结合进⾏了污⽔处理研究,在反应期抽滤照常进⾏,系统不再需要沉淀期,出⽔⽔质良好。
根据氧化还原条件的不同,污⽔处理⽅法可以分为好氧、厌氧和缺氧处理三种。
以去除有机碳为⽬的的⽣物处理⼀般采⽤好氧或者厌氧处理⽅法,缺氧⽅式主要⽤来去除⽔中的氮。
在好氧系统中是溶解氧作为最终电⼦受体;在缺氧系统中是化合态氧,如硝酸盐作为最终电⼦受体;在厌氧系统中则不需要氧的加⼈。
通常认为污⽔的厌氧处理过程包括酸化和甲烷化两个阶段。
污⽔处理设备
⽣物膜法和活性污泥法⼀样,都是利⽤微⽣物去除废⽔中有机物的⽅法。
在活性污泥法中微⽣物处于悬浮状态,所以⼜称悬浮⽣长系统。
在⽣物膜法中,微⽣物则附着⽣长在填料(或载体)表⾯,所以也称为附着⽣长系统。
常见的⽣物膜法⼯艺有⽣物滤池、⽣物转盘、⽣物接触氧化池和⽣物流化床等。
活性污泥法是由曝⽓池、沉淀池、污泥回流和剩余污泥排除系统所组成。
污水厌氧处理与好氧处理特点比较污水处理是一种将生活污水、工业废水等经过处理后无害化排放的技术。
在污水处理过程中,常用的处理方法包括厌氧处理和好氧处理。
下面将对这两种处理方法的特点进行比较。
1.处理原理:-厌氧处理:厌氧处理是指在没有氧气的情况下进行处理。
污水中的有机物质通过厌氧发酵分解,产生甲烷、二氧化碳等气体。
-好氧处理:好氧处理是指在有氧气的情况下进行处理。
污水中的有机物质在好氧条件下被细菌降解,产生水和二氧化碳等物质。
2.适用范围:-厌氧处理:厌氧处理适用于高浓度、高有机负荷、低COD/COD比等特点的废水,如厨房废水、餐饮污水等。
-好氧处理:好氧处理适用于低浓度、低有机负荷、高COD/COD比等特点的废水,如生活污水、化工废水等。
3.处理效果:-厌氧处理:厌氧处理可有效去除废水中的悬浮物、沉淀物和有机物质,但对氮、磷等营养物质的去除效果较差。
-好氧处理:好氧处理能够更全面地去除废水中的有机物质、氮、磷等营养物质,并且产生的排泄物较少。
4.能耗和运营成本:-厌氧处理:厌氧处理相对于好氧处理来说,能耗和运营成本较低。
由于不需要供氧设备,不需要额外的能源投入。
-好氧处理:好氧处理相对于厌氧处理来说,需要较多的能耗和运营成本。
供氧设备的运行和氧气的投入成本较高。
5.产物利用:-厌氧处理:厌氧处理过程中产生的甲烷气可以用作能源利用,如燃烧产热或发电。
-好氧处理:好氧处理过程中产生的水可以直接回用,二氧化碳可以用于植物的光合作用。
6.操作要求:-厌氧处理:由于厌氧条件下对环境要求不高,操作比较简单,不存在氧化反应,适用于处理难降解有机物质。
-好氧处理:好氧条件下对环境要求较高,需要供氧设备,操作较为复杂,适用于一般生活污水和工业废水的处理。
总之,厌氧处理和好氧处理都有各自的适用范围和优势。
在具体的污水处理中,应根据废水的特点和处理要求来选择合适的处理方法,以达到高效、经济、环保的处理效果。
一、A2/O工艺概述A2/O是根据微生物的特性而研究的最典型也最原始的除磷脱氮工艺。
A2/O即A-A-O,厌氧-缺氧-好氧流程(简称A-A-O或A2/O)。
A2/O工艺由厌氧池、缺氧池、好氧池串联而成。
它的基本流程是在厌氧-好氧除磷的工艺中加入缺氧池,将好氧池流出的一部分混合液回流至缺氧池前端,以达到反硝化的目的,在首段的厌氧池主要进行磷的释放,使污水的磷的浓度升高,溶解性的有机物被细菌吸收使污水中的BOD5浓度下降,另外部分NH3-N因细胞的合成得以去除,污水中的NH3-N浓度下降。
在缺氧池中,反硝化菌利用污水的有机物做碳源,将回流混合液中带入大量NO3-N和NO2-N还原为N2释放到空气,因BOD5浓度继续下降,NO3-N浓度大幅度下降,而磷的变化很小。
在好氧池中,有机物被微生物生氧化而继续下降,有机N被氨化继而被硝化,使NH3-N浓度显著下降,但随着硝化过程使NO3-N浓度增加,而P随着聚磷菌的过量摄取。
也以较快的速度下降。
经过多年的实践检验,A2/O工艺在除磷脱氮方面无可替代,尤其在大型污水处理厂的应用,表现出其强大的除磷脱氮功能。
二、MBR工艺概述传统的活性污泥工艺广泛地应用于各种污水处理中。
由于采用重力式沉淀方式作为固液分离手段,因此带来了很多方面的问题,如固液分离效率不高、处理装置容积负荷低、占地面积大、出水水质不稳定、传氧效率低、能耗高以及剩余污泥产量大等等。
传统生物处理工艺处理后的水难以满足越来越严格的污水排放标准,同时,经济的发展所带来的水资源的日益短缺也迫切要求开发合适的污水资源化技术,以缓解水资源的供需矛盾。
在上述背景下,一种新型的水处理技术应运而生。
随着膜分离技术和产品的不断开发,MBR也更具有实用价值,近年来许多国家都投入了大量资金用于开发此项技术。
1、MBR概述MBR是指将超、微滤膜分离技术与污水处理中的生物反应器相结合而成的一种新的污水处理装置。
这种反应器综合了膜处理技术和生物处理技术带来的优点。
序批式生物膜(SBBR)法和SBR法的对比研究摘要:文主要研究介绍的是固定填料式SBBR艺在不同试验运行条件下对生活污水中有机物、氨氮及浊度的去除情况。
关键词:序批式生物膜 SBBR法 SBR法对比研究序批式生物膜反应器(Sequencing Batch Biofilm Reactor,简称SBBR)最早是由Wilderer 提出的[1]。
1992年,Wilderer为解决进水水力负荷波动过大及防止生长速率小的微生物从反应器系统中淘洗出去等问题,同时针对传统活性污泥法不能处理某些工业废水的现状,首次提出了生物膜反应器的序批式运行模式,即SBBR艺;随后许多学者就SBBR抗冲击负荷、脱氮除磷等方面进行了大量的试验研究[2]。
国内对SBBR系统的研究非常少,只有原哈尔滨建筑大学的李军在1994年从事过用序批式生物膜法处理杂排水工艺的试验尝试[3]。
将SBR的序批式运行模式引入生物膜系统,使其兼有活性污泥法和生物膜法的优点,有利于提高系统的抗冲击负荷能力[1]。
同时生物膜在加大反应器内生物量和生物种类方面有更优的条件,并能保证世代较长的微生物(如硝化菌)生存,利于硝化反应;另一方面生物膜载体从表面到内部存在溶解氧浓度的梯度现象,相应有好氧、缺氧和兼氧区状态,这又为直接脱氮提供了良好的环境。
本文主要研究介绍的是固定填料式SBBR艺在不同试验运行条件下对生活污水中有机物、氨氮及浊度的去除情况。
1 试验材料与方法图1为SBR小试装置和SBBR的小试装置简图。
有机玻璃制成的反应器高36cm,内径10cm,总有效容积1.80L,采用微孔鼓风曝气。
SB-BR装置较SBR装置的不同之处是加入了弹性立体填料,并直接从填料底部曝气,从而在填料上产生上向流。
SBBR运行过程与传统SBR工艺基本一致即依次经过进水、反应、沉淀、出水这4个步骤。
本试验以生活污水加适量自来水稀释配制原水,水温控制在18-20℃,污水取自化粪池。
污水厌氧处理与好氧处理特点比较标题:污水厌氧处理与好氧处理特点比较引言概述:污水处理是一项重要的环境保护工作,而污水处理的主要方法包括厌氧处理和好氧处理。
两种方法各有优劣,本文将比较污水厌氧处理与好氧处理的特点,以便更好地了解它们的区别和适合场景。
一、污水厌氧处理的特点:1.1 较低的能耗:厌氧处理过程中不需要供氧,能耗较低。
1.2 适合于高浓度有机废水:厌氧菌在缺氧环境下能够有效降解高浓度有机废水。
1.3 产生少量污泥:厌氧处理过程中产生的污泥量相对较少,减少后续处理成本。
二、好氧处理的特点:2.1 高效处理有机废水:好氧菌在氧气充足的环境下能够高效降解有机废水。
2.2 除臭效果好:好氧处理过程中氧气的作用可以有效降解有机废水中的异味物质。
2.3 适合于低浓度有机废水:好氧处理适合于低浓度有机废水的处理,效果较好。
三、厌氧处理与好氧处理的比较:3.1 处理效率:好氧处理在处理有机废水时效率较高,而厌氧处理对高浓度有机废水效果更好。
3.2 能耗:好氧处理需要供氧,能耗较高,而厌氧处理不需要供氧,能耗较低。
3.3 污泥产生:好氧处理过程中产生的污泥量较多,而厌氧处理产生的污泥量相对较少。
四、适合场景的选择:4.1 高浓度有机废水处理:对于高浓度有机废水的处理,厌氧处理效果更好。
4.2 低浓度有机废水处理:对于低浓度有机废水的处理,好氧处理效果更好。
4.3 能耗考虑:若要考虑能耗问题,可以选择厌氧处理方法。
五、结论:综上所述,污水厌氧处理与好氧处理各有其特点和适合场景,选择合适的处理方法可以更有效地处理污水,降低处理成本,保护环境。
在实际应用中,需要根据具体情况选择合适的处理方法,以达到最佳的处理效果。
1、M BR与传统活性污泥法工艺(CAS)相比有以下明显优势:(1)污染物去除率高,出水水质好M BR既可以用于高浓度、难降解有机工业废水处理,又可以用于生活污水和一般工业废水的净化。
在MBR中,由于膜组件对于反应池中的微生物,尤其是对于世代周期较长的硝化反硝化菌种,及存在于小污泥颗粒中的微生物具有相当好的截留作用;同样由于膜的存在,M BR体系中活性污泥可以高达(MLSS)8000-15000mg/L,远远高于传统活性污泥法(约3000-4000mg/L),对污染物去除效率高,处理出水水质好,不仅对悬浮物(SS)、有机物去除效率高,出水的悬浮物(SS)和浊度可以接近零,而且可以去除细菌、病毒等可以作为污水深度处理及资源化技术。
基于其高效的生物反应,及膜本身良好的分离截留作用,通常膜生物反应器的COD、BO D、和SS的去除率分别可达到95%、98%、99%,膜生物反应器的出水可以作为中水直接回用。
(2)负荷变化适应强,耐冲击负荷膜生物反应器由于膜的高效截留作用,可以完全截留活性污泥,使得反应器内污泥浓度很高,实现了反应器内水力停留时间(HRT)和污泥停留时间(SRT)的完全分离,即使进水量突然增大,整个反应器内部的生物性状也能保持在一个比较稳定的状态;同时,由于污泥浓度的提高,强化了活性污泥的吸附作用;而且,在膜的截留作用下,来不及被生物降解的污染物也不会随着出水排除。
基于以上几点,整个反应器运行控制将会更加灵活稳定。
因此,膜生物反应器系统克服了当系统水力负荷和有机负荷发生变化时传统水处理工艺出现污泥膨胀等问题。
(3)污泥排放量小膜生物反应器水处理技术除了作为污水深度处理及资源化技术之外,还可以作为一种污泥减量的重要技术和避免常规污水厂大量剩余污泥处置难题的一种有效手段。
膜生物反应器的污泥排放量很小,甚至可以做到不产泥。
污泥自降解和污泥水解可降低传统水处理系统的效率,但对膜生物反应系统却非常有益。
好氧生物处理污水基本知识汇总(仅供参考)第一章好氧生物处理法的分类好氧生物处理法是指在充分供氧的条件下,利用好氧微生物是生命活动过程,将有机污染物氧化分解成较稳定的无机物的处理方法,主要包括活性污泥法和生物法。
一、活性污泥的概念黄褐色的絮体,主要有由大量繁殖的微生物群体所构成,其上栖息着以菌胶团为主的微生物群,具有很强的吸附与氧化有机物的能力,使其易于沉淀与水分离,实现净化水质分目的。
二、活性污泥的构成活性污泥是由活性微生物、微生物残留体、附着的不能降解的有机物和无机物组成的褐色絮凝体,以好氧细菌为,也存活着真菌、原生动物和后生动物等。
活性污泥中的细菌以异养型的原核细菌为主。
细菌是以溶解性物质(COD)为食物的单细胞微生物。
细菌虽是微生物主要的组成部分,但是活性污泥中哪些种属的细菌占优势,要看污水中所含有机物的成分以及活性污泥法运行操作条件等因素。
真菌是多细胞的异养型微生物,属于专性好氧微生物。
真菌对氮的需求仅为细菌的一半。
活性污泥法中常见的真菌是微小的腐生或寄生的丝状菌,它们具有分解碳水化合物、脂肪、蛋白质及其他含氮化合物的功能。
在A/O工艺中,常说的硝化细菌为自氧菌,该菌世代时间较长且较反硝化菌(异氧菌)对环境条件更为敏感,当条件发生变化时,与其他异氧微生物竞争往往处于劣势且受到抑制。
一单硝化细菌受到抑制,氨氮去除率低,系统内缺少盐酸盐氮,进而影响反硝化过程,使得总氮效率差。
三、活性污泥系统运行的基本条件·废水中含有足够的可溶性易降解有机物·混合液含有足够的溶解氧·活性污泥在池内呈悬浮状态·维持曝气池内稳定的活性污泥浓度·池内不含有对微生物有毒有害的物质第三章活性污泥法分类及原理活性污泥最早采用的是普通污泥法(又称传统活性污泥法),随着工业生产的发展,在普通活性污泥的基础上发展了多种运行方式)。
常用的MBR、普通活性污泥法及改良工艺、氧化沟工艺、SBR(间歇式序批式改进型是cass)工艺等。
好氧MBR 与序批式MBR 处理生活污水的比较白晓琴, 赵 英, 张 颖, 顾 平(天津大学环境科学与工程学院,天津300072) 摘 要: 比较了中试规模的好氧式膜生物反应器及序批式膜生物反应器处理生活污水的效果。
结果表明,两者对COD 及氨氮的去除效果相当,且都具有良好的抗冲击负荷能力;在总氮去除上,序批式膜生物反应器优于好氧式膜生物反应器;在稳定运行阶段,当好氧式膜生物反应器及序批式膜生物反应器处理同等水量时,过膜阻力增加率分别为1.68和1.03kPa /m 。
通过测定膜丝上多糖的含量分析了两者在膜污染速率上存在差异的原因,发现序批式膜生物反应器膜丝上的多糖含量要少于好氧式膜生物反应器。
关键词: 生活污水; 好氧式膜生物反应器; 序批式膜生物反应器; 膜污染中图分类号:X703.1 文献标识码:A 文章编号:1000-4602(2006)03-0028-04Co m par ison between Aerob i c M e m brane B i oreactor and M e m brane Sequenc i n g Ba tch Reactor i n D om esti c W a stewa ter Trea t m en tBA I Xiao 2qin, ZHAO Ying, ZHANG Ying, G U Ping(School of Environm ental Science and Engineering,Tianjin University,Tianjin 300072,China ) Abstract: Pil ot 2scale Aer obic Me mbrane B i oreact or (AMBR )and Me mbrane Sequencing Batch React or (MS BR )were compared in treating domestic waste water under si m ilar conditi ons .The results in 2dicate that t w o syste m s show good ability t o withstand COD and a mmonia nitr ogen shock l oading .MS BR shows higher re moval efficiency than AMBR for t otal nitr ogen .The rise rates of trans 2me mbrane p ressure (T MP )of AMBR and MS BR are 1.68kPa /m and 1.03kPa /m res pectively .The results of polysaccha 2ride test show that contents of polysaccharide on me mbrane surface and its pores of AMBR are more than that ofMS BR. Key words: domestic waste water; aer obic me mbrane bi oreact or; me mbrane sequencing batch react or; me mbrane fouling 基金项目:国家高技术研究发展计划(863)项目(2002AA601240)1 试验装置与方法111 试验装置好氧式膜生物反应器(aer obic me mbrane bi ore 2act or,AMBR )作为一种成熟的工艺,已在很多领域得到了大规模应用[1]。
而序批式膜生物反器(me m 2brane sequencing batch react or,MS BR )是序批式反应器与膜生物反应器的有机结合,通常以缺氧—好氧循环的方式运行,可在同一反应器内实现硝化和反硝化,达到脱氮的目的[2]。
但对于同样的设计流量,AMBR 所需膜面积少于MS BR,在目前膜价格较高的情况下,可大幅度减少初期投资。
作者采用这两种工艺进行处理生活污水的平行中试研究,比较了对有机物、氨氮和总氮的去除效果,并分析了两者在膜污染速率上的差异。
第22卷 第3期2006年2月 中国给水排水CH I N A WATER &WASTE WATER Vol .22No .3Feb .2006两工艺除运行方式不同外其他基本一致,故仅给出MS BR 的工艺流程(如图1所示)。
图1 M S BR 工艺流程Fig .1 Fl ow chart of MS BR p r ocess两反应器共用一个原水池,膜生物反应器尺寸均为1m ×1m ×3m ,有效容积为2.1m 3,内置聚偏氟乙烯中空纤维帘式膜组件,膜孔径为0.2μm ,膜组件下设穿孔管曝气。
AMBR 的膜面积为15m 2,采用全曝气间歇出水模式运行,通过可编程序逻辑控制器(P LC )对电磁阀进行控制,实现8m in 出水和2m in 停水空曝的切换;MS BR 的膜面积为30m 2,采用序批式运转:在反应器处于低液位时进水泵启动进水,进水完毕后曝气搅拌2m in 使泥水完全混合,接着停曝进入缺氧段,24m in 后开始曝气,同时间歇出水(8m in 出水,2m in 空曝)。
两反应器的曝气、进水和出水均由P LC 自动控制。
维持反应器流量为7.2m 3/d,气水比为25∶1,HRT 及SRT 分别为7h 和30d 。
此外,为了强化对水中污染物的去除效果并延缓膜污染,两反应器中都投加了粉末活性炭(P AC )[3],并使其浓度维持在2g/L (以反应器有效容积计)。
试验中使用汞柱压差计对过膜压力(T MP )进行监测,当出水流量达不到设计流量时对膜进行清洗。
112 原水水质试验采用配制的模拟生活污水,主要投加粪便作为有机底物,并加入硫酸铵提高原水中氨氮的浓度,其主要水质参数见表1。
表1 原水水质Tab .1 Characteristics of ra w water项目COD /(mg ・L -1)氨氮/(mg ・L -1)总氮/(mg ・L -1)pH温度/℃范围68.9~451.410.7~39.417.8~50.87.39~7.9515.9~20.9均值176.420.832.47.6219.1113 测定项目及方法COD:重铬酸钾法;总氮:过硫酸钾氧化—紫外分光光度法;氨氮:纳氏试剂分光光度法;亚硝酸盐氮、硝酸盐氮:离子色谱法;溶解氧:JPSJ -605溶解氧分析仪;pH:Sart orius PP15pH 计;污泥浓度:105℃干燥减重法;污泥颗粒分布:激光颗粒测定仪;多糖:蒽酮比色法[4]。
2 结果与讨论211 对COD 的去除效果图2显示了系统进水及两反应器上清液COD 的变化情况。
图2 C OD 随时间的变化曲线Fig .2 Ti m e 2dependent variati ons of C OD不难看出,两反应器均具有很好的COD 去除效果。
这是由于活性污泥微生物对有机物具有良好的降解作用,同时P AC 也吸附了部分有机物。
两反应器的膜出水COD 值大致相同且明显低于上清液,充分体现了膜分离在工艺中所起的重要作用。
随着运行时间的延长,活性污泥在膜表面不断积累、压缩而形成密实的滤饼层,对水中大分子有机物具有很好的截留效果,从而使出水水质得到了保证。
在两个系统共同运行的55d 内,AMBR 、MS BR 出水COD 的平均浓度分别为8.81、7.43mg/L,对应的去除率为94.4%、95.4%,说明两个系统对COD 的去除率和抗冲击负荷的能力相当。
212 对氮的去除效果2.2.1 对氨氮的去除在运行至第21天时,向原水中投加硫酸铵以提高进水中氨氮的浓度。
整个运行期间原水温度为15.9~20.9℃,AMBR 与MS BR 的好氧段溶解氧浓度均能达到2.0mg/L 以上,再加上膜的截留作用使世代周期较长的亚硝化菌和硝化菌得以在反应器内生长繁殖,从而使AMBR 与MS BR 对氨氮具有很好的去除效果。
在正常运行阶段,两系统均表现出良好的去除作用:其中AMBR 出水氨氮平均浓度为0.53mg/L,对其去除率为97.4%,当进水氨氮从12.3mg/L 增至26.6mg/L 时,仍能保持99%的去第3期白晓琴,等:好氧MBR 与序批式MBR 处理生活污水的比较第22卷除率,说明AMBR系统具有良好的抗氨氮冲击负荷能力;当MS BR进水氨氮从13.8mg/L增至39.6 mg/L时,对其去除率仍有91.4%,整个运行期间的出水氨氮平均浓度为0.76mg/L,去除率为96.3%,表明MS BR亦有良好的耐氨氮冲击负荷能力,两个系统对氨氮的去除率大致相同。
同时监测两个系统出水中的NO-2-N和NO-3-N,发现除个别时间由于溶解氧不足而导致出水中含有少量NO-2-N外,稳定出水时NO-2-N未检出,说明两个系统均实现了完全硝化。
2.2.2 对总氮的去除试验结果表明,AMBR对总氮的去除率最大为45.6%,最小为10.2%,平均为24.3%,这主要是由于排泥去除了部分总氮,同时曝气不均匀也使得膜组件根部累积了部分污泥,存在着缺氧环境,发生了同时硝化反硝化作用,去除了部分总氮。
相对于文献报道的80%~90%的去除率而言,MS BR对总氮的去除率偏低,最大值为69.4%,最小值仅有18.8%,平均为38.0%。
对MS BR系统典型周期内溶解氧值的监测结果显示,当系统稳定运行后溶解氧为零的时间长达21m in,可见溶解氧不是总氮去除的限制性因素。
经分析总氮去除率不高的主要原因为:①碳源不足。
一般认为,当BOD5/TK N>6时可认为反硝化碳源充足[5],但该反应器进水BOD5与TK N的比值为2~4,故反硝化效果较差。
②污泥沉积。
运行中MS BR系统的污泥沉降性能好,S V大部分时间均低于40%。
由于系统没有机械搅拌装置,导致在静置阶段大部分污泥沉积在反应器底部,反硝化细菌不能与水中的NO-3-N进行充分接触,从而使总氮去除率降低。
虽然MS BR的反硝化效果不甚理想,但仍优于AMBR系统。
213 膜污染的对比用参数K定量描述膜生物反应器不同工艺条件下的膜污染速率。
K=ΔT MP (Q・t)/A式中 ΔT MP———过膜阻力的增加值,kPa Q———出水流量,m3/d t———运行时间,d A———膜面积,m2由于MS BR的膜面积是AMBR的两倍,膜的固有阻力相对较大,运行开始时维持设计流量的T MP 为18.0kPa,而AMBR的仅有11.4kPa。