网站首页新闻资讯 > 业界资讯MBR 膜技术在污水处理中的应用

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点击次数:  更新时间:2019-05-11 13:56:51  【打印此页】  【关闭

摘要:膜生物反应器(MBR)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。MBR 膜的研究对象从生活污水扩展到制药废水、医疗废水及啤酒废水等高浓度有机废水、难降解工业废水。

  随着人口的增加、城市化进程的加快,工农业生产在不断地发展,污水排放量在日益增加,水体污染成为人们日益关注的话题。随着公众环保意识的提高,MBR膜技术因具有广阔的发展及应用前景走进了人们的视野。

 

1 MBR 膜技术

  膜生物反应器处理技术(Membrane Bioreactors ,MBR)是于20世纪初出现,并于20世纪60年代后得到迅速发展的一种分离新技术。它是将MBR膜高效分离技术与污水中生物降解作用有机结合起来的一种新型、高效的污水处理技术。

  膜分离技术最早应用于微生物发酵工业。随着材料科学的发展与制膜水平的提高,其应用领域不断扩大,已经涉及到食品加工、化工、冶金、医疗废水处理等多个领域。MBR膜利用膜分离技术替代二沉池进行固液分离,可同时实现水力停留时间(HRT)和污泥停留时间(SRT)的分别控制。它具有出水质量高、运行效果稳定、占地小、污泥浓度高且高效、节能、环保等特征[1]。

2 MBR 膜技术的应用领域

  2.1 生活污水

  当前工业污水处理设施主要以城市污水处理厂为主,如昆明第四水质净化厂(设计处理水量为60000m3/d)[2]、无锡市城北污水处理厂四期工程(设计处理水量为50000m3/d)、广州市京溪污水处理厂(设计处理水量为100000m3/d)]等大型污水处理厂均开始采用MBR膜处理技术。昆明第四水质净化厂由ICEAS改造为MBR,该厂MBR 工艺运行以来,膜池MLSS 稳定控制在5000~7000mg/L,出水TN<10 mg/L。无锡市城北污水处理厂四期工程由于建设用地少、出水水质要求高,故采用了MBR膜处理技术。经MBR膜处理,污水处理厂出水稳定,出水COD<50mg/L、SS<50mg/L、总氮<15mg/L。广州市京溪污水处理厂采用MBR膜处理技术处理市政污水,考察了膜生物反应器对生活污水中COD、氨氮、浊度等的去除效果。结果表明,MBR稳定运行期间能有效抵御各种冲击负荷,出水水质稳定,对COD、氨氮、浊度的平均去除率分别达到91%、98.9%、99.5%。

  2.2 制药废水

  制药废水其成分复杂、有机污染物种类多、污染物浓度高,属于较难处理的高浓度有机废水之一。传统技术处理制药废水能耗和运行成本都相对较高[3],MBR膜处理技术具有能耗少,占地小等优点已广泛应用在制药废水中。周平英等采用MBR膜生物反应器对某制药厂污水进行实验处理,实验表明当MLSS 在14000~15000mg/L 范围内、HRT 为5.5h、进水COD 在1000~4000mg/L时,出水COD可基本保持在100mg/L以下,去除率达到90%以上。广州某中药加工厂采用MBR膜处理技术处理制药废水取得了较好的效果,处理水量为48m3/d,进水COD为3390mg/L,BOD5为1680mg/L,色度为600mg/L。MBR膜处理单元对COD、BOD5、色度的去除率可达96.9%、97.2%和83.3%。

  2.3 啤酒废水

  啤酒废水具有氮、磷含量低,有机物含量高,可生化性好等特点。王连军等采用MBR膜处理啤酒废水。研究发现,MBR膜对啤酒废水的COD、氨氮、SS 等均有良好的去除效果,其中对COD和氨氮的去除率可达96.13% 和99.33%。封莉等[4]采用浸没式中空纤维膜处理啤酒废水,进水COD为864~1780mg/L、氨氮34.5mg/L、HRT控制在8~9h,出水COD可保持在60mg/L以下、出水氨氮在1~3mg/L左右。

  2.4 医疗废水

  MBR膜技术在医院污水处理领域具有很大的应用潜力,它不仅可以减少出水悬浮物含量,还可降低后续消毒单元中消毒剂的投加量。郑平等采用MBR膜对某医院废水进行处理。运行期间,膜池进水COD 为121.2~200.5mg / L,进水氨氮为29.24mg/L~45.07mg/L,出水COD 在50mg/L 以内,最低可至16.70mg/L,出水氨氮稳定在5mg/L以内,该系统氨氮的平均去除率达97%。天津某大型综合医院配套污水处理站,设计处理能力为1000m3/d,经过格栅、调节池处理后提升至MBR池,气水比控制在20:1。经过监测发现MBR膜出水较为稳定,出水COD为70mg/L左右、BOD5为14.5~34.4mg/L,SS为29~50mg/L[5]。

  2.5 养殖、屠宰废水

  畜禽养殖业是我国农业和农村经济发展的支柱产业,畜禽养殖粪便污水排放和主要污染物排放问题凸显,猪场沼液含有大量有机物、氮、磷等营养元素,可回用与农业生产,但不经处理排放的水体却会造成严重的环境污染。某养猪厂处理废水水量为300m3/d,进水COD为15000mg/L、BOD5为8000mg/L、SS为18000mg/L、氨氮为3500mg/L,经过前期固液分离等预处理进入好氧MBR池,好氧MBR单元对COD、BOD5、SS、氨氮的去除率可达86.5%、89.6%、99.6%和65%。刘旭东等采用MBR膜处理屠宰场废水,进水COD为1397~864mg/L、BOD5为692~443mg/L、SS为1150~684mg/L、氨氮为58~24mg/L,经过连续运行监测,膜系统出水COD<40 mg/L、BOD5<10mg/L、SS<2.3mg/L、氨氮<1.6mg/L。有机物的去除率在97% 以上,出水满足中水回用标准。

  2.6 其他废水

  铸模废水:天津某汽车压铸厂采用MBR膜处理铸模水,处理水量为150m3/d,进水COD为3800mg/L、氨氮为55mg/L。工程采用“混凝沉淀+催化氧化+A/O+MBR”处理工艺,出水COD为500mg/L、氨氮为35mg/L、TP为3.0mg/L。因MBR使生物反应器内能维持高浓度的微生物量,提高了生化的处理效果,故出水满足其排放标准。化工农药废水:其水质复杂,具有悬浮物浓度高、COD含量高等特点。某化工农药厂产生废水水量为120m3/d,进水COD为40000mg/L,前期经过预处理后进入MBR膜池,出水COD、氨氮可稳定在200mg/L、30mg/L。整个系统对COD、氨氮的去除率分别在98.0%和97.1%以上。

3 MBR 膜技术的展望

  MBR膜一旦受到严重污染,将会影响整个工艺的运行效果,因此应结合各水质的特点,寻找有效的方法减轻膜污染、保证膜的使用寿命、维持膜生物反应器的正常运转是一项长期任务。

  MBR技术处理制药废水、啤酒废水、屠宰废水等具有良好的应用价值,不仅能有效减轻制药废水、啤酒废水、屠宰废水等造成的环境污染,还对城市经济的可持续性发展具有重要的经济效益、环境效益和社会效益。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,MBR膜技术的工程投资也会随之降低。因此,从长远的来看,MBR膜处理技术在污水处理中将得到广泛的应用。膜生物反应器将是替代传统废水处理技术强有力的竞争者。

 

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