膜的基础知识膜生物反应器污水处理技术
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膜生物反应器(MBR)介绍及设计应用(内部资料)北京碧水源科技发展有限公司目录1膜生物反应器(MBR)介绍 (1)1.1原理 (1)1.2工艺特点 (1)2设计 (3)2.1设计进水水质 (3)2.2设计出水水质 (3)2.3优质杂排水→城市杂用水(中水) (4)2.3.1工艺流程 (4)2.3.2设计说明 (4)2.4生活污水→二级出水 (6)2.4.1工艺流程 (6)2.4.2设计说明 (6)2.5生活污水→国家一级A标准 (9)2.5.1工艺流程 (9)2.5.2设计说明 (9)1膜生物反应器(MBR)介绍1.1原理膜生物反应器(Membrane Bio-Reactor)简称MBR,是二十世纪末发展起来的新技术。
它是膜分离技术和生物技术的有机结合。
它不同于活性污泥法,不使用沉淀池进行固液分离,而是使用微滤膜分离技术取代传统活性污泥法的沉淀池和常规过滤单元,使水力停留时间(HRT)和泥龄(STR)完全分离。
因此具有高效固液分离性能,同时利用膜的特性,使活性污泥不随出水流失,在生化池中形成8000-12000 mg/L超高浓度的活性污泥浓度,使污染物分解彻底,因此出水水质良好、稳定,出水细菌、悬浮物和浊度接近于零,并可截留粪大肠菌等生物性污染物,处理后出水可直接回用。
图1 膜生物反应器工作原理简图1.2工艺特点(1)出水水质优良、稳定。
高效的固液分离将废水中的悬浮物质、胶体物质、生物单元流失的微生物菌群与已净化的水分开,不须经三级处理即直接可回用。
具有较高的水质安全性。
(2)工艺简单。
由于膜的高效分离作用,不必单独设立沉淀、过滤等固液分离池。
(3)占地面积少。
处理单元内生物量可维持在高浓度,使容积负荷大大提高,同时膜分离的高效性,使处理单元水力停留时间大大缩短。
(4)污泥排放量少,二次污染小。
膜生物反应器内生物污泥在运行中可以达到动态平衡,剩余污泥排放很少,只有传统工艺的30%,污泥处理费用低。
mbr膜工作原理Mbr膜工作原理。
膜生物反应器(MBR)是一种集生物反应器和膜分离技术于一体的污水处理设备,其核心部分就是膜生物反应器膜(MBR膜)。
MBR膜工作原理是指在MBR系统中,膜作为生物反应器的分离膜,起着过滤和分离污水中悬浮物和微生物的作用。
MBR膜的工作原理可以分为以下几个方面来进行解释:首先,污水处理过程中,污水通过进水管道进入MBR反应器,经过初沉池等预处理设备后,进入生物反应器。
在生物反应器中,微生物通过生物附着在膜表面,形成生物膜。
当污水通过膜表面时,微生物和悬浮物会被截留在膜表面,而清水则通过膜孔进入收水管道。
其次,MBR膜的微孔结构是其能够实现高效固液分离的关键。
膜的微孔大小通常在0.1微米左右,比细菌和病毒的尺寸要小得多,因此可以有效地截留微生物和悬浮物,从而实现高效的固液分离效果。
再次,膜的自洁功能也是MBR膜工作原理的重要部分。
在膜表面,微生物会形成生物膜,但随着时间的推移,生物膜的厚度会逐渐增加,从而影响膜的通透性。
为了解决这一问题,MBR膜通常会采用物理或化学的方式进行清洗,以保持膜的通透性和稳定的处理效果。
最后,MBR膜的工作原理还包括膜的通透性和稳定性。
膜的通透性是指膜对水分子的透过能力,而膜的稳定性则是指膜在长时间运行过程中的稳定性和耐久性。
为了保证MBR膜的通透性和稳定性,通常会采用优质的材料和先进的制造工艺,以确保膜在污水处理过程中能够长时间稳定运行。
总的来说,MBR膜的工作原理是通过膜的微孔结构和生物膜形成,实现对污水中微生物和悬浮物的高效固液分离,同时通过膜的自洁功能和稳定性,保证膜在长时间运行过程中的稳定性和处理效果。
这种膜分离技术不仅能够高效处理污水,还可以减少设备占地面积,降低运行成本,因此在污水处理领域具有广阔的应用前景。
膜生物反应器简介在污水处理,水资源再利用领域,MBR又称膜生物反应器(Membrane Bio-Reactor),是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术。
采用的膜结构型主要为平板膜和中空纤维膜,按膜孔径可划分为超滤技术。
工艺组成膜--生物反应器主要由膜分离组件及生物反应器两部分组成。
通常提到的膜--生物反应器实际上是三类反应器的总称:① 曝气膜--生物反应器(Aeration Membrane Bioreactor, AMBR) ;② 萃取膜--生物反应器(ExtractiveMembrane Bioreactor, EMBR)③ 固液分离型膜--生物反应器(Solid/Liquid SeparationMembrane Bioreactor, SLSMBR, 简称 MBR)。
曝气膜AMBR原理示意图曝气膜--生物反应器(AMBR)最早见于Cote.P 等1988年报道,采用透气性致密膜(如硅橡胶膜)或微孔膜(如疏水性聚合膜),以板式或中空纤维式组件,在保持气体分压低于泡点( Bubble Point)情况下,可实现向生物反应器的无泡曝气。
该工艺的特点是提高了接触时间和传氧效率,有利于曝气工艺的控制,不受传统曝气中气泡大小和停留时间的因素的影响。
萃取膜萃取膜生物反应器,又称为EMBR(Extractive Membrane Bioreactor)。
因为高酸碱度或对生物有毒物质的存在,某些工业废水不宜采用与微生物直接接触的方法处理;当废水中含挥发性有毒物质时,若采用传统的好氧生物处理过程,污染物容易随曝气气流挥发,发生气提现象,不仅处理效果很不稳定,还会造成大气污染。
为了解决这些技术难题,英国学者Livingston研究开发了EMB。
废水与活性污泥被膜隔开来,废水在膜内流动,而含某种专性细菌的活性污泥在膜外流动,废水与微生物不直接接触,有机污染物可以通过选择性透过膜被另一侧的微生物降解。
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。
MBR膜工艺(Membrane Bioreactor)是一种将生物反应器和膜分离技术结合起来的污水处理工艺。
其原理是利用微生物将有机物质降解为无机物质,并通过膜分离技术将水中的悬浮物、胶体物质和微生物截留在反应器内,从而实现高效的污水处理。
MBR膜工艺的主要原理包括以下几个方面:
1. 生物反应器:MBR膜工艺采用生物反应器作为污水处理的核心部分。
在生物反应器中,通过添加适量的微生物,利用微生物的代谢活动将有机物质降解为无机物质。
同时,微生物还能吸附和吞噬水中的悬浮物和胶体物质。
2. 膜分离:MBR膜工艺采用微孔膜作为分离介质,将生物反应器中的水和微生物分离开来。
微孔膜具有较小的孔径,可以截留水中的悬浮物、胶体物质和微生物,同时允许水分子通过。
通过膜分离,可以实现高效的固液分离和微生物截留。
3. 膜污染控制:由于膜分离过程中容易发生膜污染,影响膜的通量和分离效果,因此需要采取一系列措施进行膜污染控制。
常见的控制方法包括膜表面清洗、化学清洗、气体通气和膜曝气等。
MBR膜工艺具有处理效果好、占地面积小、出水质量高等优点,广泛应用于城市污水处理、工业废水处理和水资源回收等领域。
mbr膜的工作原理
MBR是英文“MembraneBio-Reactor”的缩写,中文翻译为膜生物反应器,是一种将活性污泥法与膜分离技术相结合的新型水处理技术。
MBR膜生物反应器,利用超滤膜分离与活性污泥法相结合,使污水中的悬浮固体、胶体物质、有机物和微生物等得到有效去除。
MBR膜生物反应器是由超滤膜、二次滤网、活性炭过滤器和精密过滤器组成的,利用压力差驱动,在一定的运行条件下,实现固液分离的新型水处理装置。
MBR是一种新颖的污水处理技术,它兼有生物处理技术和物理化学处理技术的优点。
它把污水中的悬浮物质、胶体物质、细菌、病毒等污染物经过特殊设计的过滤分离装置分离出来,通过自然蒸发或加热从水中除去,从而达到净化水质和回收有用物质的目的。
MBR具有占地面积小、出水水质好、抗污染能力强、操作简单方便等优点。
MBR与传统活性污泥法相比较, MBR 具有高效去除悬浮物(SS)、有机物(COD)和微生物等功能,且能有效地控制污泥膨胀。
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【精品】全面了解MBR膜生物反应器在污水处理,水资源再利用领域,MBR又称膜生物反应器(Membrane Bio-Reactor),是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术。
按照膜的结构可分为平板膜、管状膜和中空纤维膜等,按膜孔径可划分为超滤膜、微滤膜、纳滤膜、反渗透膜等.工艺组成:膜--生物反应器主要由膜分离组件及生物反应器两部分组成。
通常提到的膜-—生物反应器实际上是三类反应器的总称:①曝气膜——生物反应器(Aeration Membrane Bioreactor, AMBR);②萃取膜—-生物反应器(ExtractiveMembrane Bioreactor, EMBR);③固液分离型膜——生物反应器(Solid/Liquid SeparationMembrane Bioreactor, SLSMBR, 简称MBR)。
曝气膜曝气膜-—生物反应器(AMBR)最早见于Cote.P 等1988年报道,采用透气性致密膜(如硅橡胶膜)或微孔膜(如疏水性聚合膜),以板式或中空纤维式组件,在保持气体分压低于泡点( Bubble Point)情况下,可实现向生物反应器的无泡曝气.该工艺的特点是提高了接触时间和传氧效率,有利于曝气工艺的控制,不受传统曝气中气泡大小和停留时间的因素的影响。
萃取膜萃取膜——生物反应器,又称为EMBR(Extractive Membrane Bioreactor)。
因为高酸碱度或对生物有毒物质的存在,某些工业废水不宜采用与微生物直接接触的方法处理;当废水中含挥发性有毒物质时,若采用传统的好氧生物处理过程,污染物容易随曝气气流挥发,发生气提现象,不仅处理效果很不稳定,还会造成大气污染。
为了解决这些技术难题,英国学者Livingston研究开发了EMB.废水与活性污泥被膜隔开来,废水在膜内流动,而含某种专性细菌的活性污泥在膜外流动,废水与微生物不直接接触,有机污染物可以通过选择性透过膜被另一侧的微生物降解.由于萃取膜两侧的生物反应器单元和废水循环单元是各自独立,各单元水流相互影响不大,生物反应器中营养物质和微生物生存条件不受废水水质的影响,使水处理效果稳定。
膜生物反应器工作原理
膜生物反应器是一种利用半透膜分离和生物反应器相结合的设备,用于处理污水、废水等水体中的有机物和悬浮物的降解。
其工作原理可以分为以下几个步骤:
1.生物反应器:膜生物反应器通常采用生物降解处理方式,其中有机物和悬浮物通过微生物降解和转化为水和二氧化碳等无害物质。
这个过程主要发生在生物反应器中,内部含有高活性的微生物群落。
2.半透膜:膜生物反应器中使用的半透膜可以分为微滤膜、超滤膜和反渗透膜等。
这些膜的孔径大小可以控制,可以有效地截留有机物和悬浮物颗粒,同时允许水分子通过。
3.分离过程:在膜生物反应器中,废水首先通过生物反应器中的微生物降解,然后进入膜组件的活性层。
其中,废水中的有机物和悬浮物被截留在膜的表面,形成浓缩液。
而水分子则通过膜的孔隙,形成一个透明液。
4.产物回收:通过产物回收系统将透明液回收,可以得到处理后的清水。
同时,浓缩液可以进一步处理或处理为废物。
综上所述,膜生物反应器通过将水体中的有机物和悬浮物与微生物降解相结合,利用半透膜分离技术去除有机物和悬浮物,从而实现水体的净化和废物的处理。
膜生物反应器的类型:
从工艺上划分,MBR有三种类型
固-液分离膜生物反应器:用于固体的分离与截留,取代传统的沉淀池
氧气传质膜生物反应器:用于在反应器中进行无泡曝气
萃取膜生物反应器:从工业污水中萃取优先污染物,而这些污染物质采用常规生物工艺无法进行处理。
膜组件与生物工艺的结合上分:侵没式(一体式)MBR和外置式(分体式)MBR
从对氧气的需求方面分:好氧MBR和厌氧MBR
膜生物反应器的优点
不同MBR的优点和缺点
反应器优点缺点
膜分离生物反应器占地面积小
彻底去除出水中的固体物质
出水无须消毒
COD、固体和营养物可以在一个单元内被去除
高负荷率
低/零污泥产率
流程启动快
系统不受污泥膨胀的影响
模块化/升级改造容易
曝气受到限制
膜污染
膜价格高
膜曝气生物反应器氧利用率高
能量利用率高
占地面积小
氧需要量可以在供氧时控制
模块化/升级改造容易
膜易于污染
基建投资大
无实际工程实例
工艺复杂
萃取膜生物反应器可处理有毒工业废水
出水流量小
模块化/升级改造容易
细菌与废水隔离
基建投资大
无实际工程实例
工艺复杂
膜
膜的定义:膜可以看做是一种材料,这种材料能让某种物质比其他物质更容易通过。
膜的这种性质奠定了膜分离的基础。
膜的结构和分类
膜制造的主要目标是生产这样一种材料:具有足够的机械强度,能维持高的膜通量,还要具有高的选择度。
膜孔的密度增大,膜通量也增大,表明材料的空隙率越高越好。
膜的整体阻力与其厚度成正比。
膜孔径尺寸分布越宽,膜的选择度越差。
因此,任何膜的最佳物理结构都应当是:膜材料的厚度要薄,孔径尺寸分布要窄,表面空隙率要高。
从实现物质分离的方式分:致密膜和有空膜
致密膜的分离在某种程度上是通过透过组分与膜的膜材料之间的物理—化学反应实现的,它的选择度最高。
多孔膜是通过物理作用实现分离的(即通过筛分作用)
根据膜材料的组成对膜进行分类:有机膜(聚合物)和无机膜(陶瓷和金属)
膜分离过程
纳滤(NF)
曾经被称为“疏松型反渗透”,利用电荷斥力、溶解度-扩散特性和筛分等几方面的性质来进行分离
膜材料
膜的构型
膜的几何形状,或者说它形成的方式,是决定整个工艺性能的关键。
另外需要实际考虑的是单片膜本身组成的方式。
单片膜的最佳几何形状,或者说其构型,应具有以下特点:膜面积与膜组件的体积比高;
进料侧具有高的湍流度以促进传质效果;
单位产水量能耗低;
单位膜面积造价低;
方便清洗的设计;
设计上允许模块组装。
目前在膜工艺中主要有六种各具优缺点的膜组件形式,构型或采用平板形式,或采用圆柱形式。
它们包括:
褶裥式卡式膜组件;
板框式膜组件;
螺旋卷式膜组件;
管式膜组件;
毛细管式膜组件;
中空纤维式膜组件。
注:UF中采用毛细管膜,水从里向外流动。
RO和MF中采用中空纤维式膜,水从外向里流动。
二段传统活性污泥法(AS)和MBR中在不同污泥龄下的污泥产率
厌氧、好氧系统比较
活性污泥系统(AS)和MBR系统的性能比较
(注:素材和资料部分来自网络,供参考。
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