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MBR乳化液处理装置
 

此废水的特点

1)        有机物浓度高,COD值高。

2)        B/C值低,可生化性差。

3)        废水营养比例失调,基本不含N、P元素。

1.2  污水处理方法简介

通常污水的处理方法有:物理法、化学法、生物法。

1)        物理法是利用物理作用,分离污水中主要悬浮态的污染物质,在处理过程中不改变其化学性质。物理法主要用于污水的一级处理,这种方法较为简单、经济。物理法主要处理技术有:调节、过滤、沉淀、离心分离、上浮等。

2)        化学法是利用化学反应作用来分离、回收污水中的污染物,或使其转化为无害物质。化学法主要有效处理废水中的无机物和有机溶解物,但运行费用较高,一般作为废水的三级处理或深度处理,对小水量的废水而言,也可以作为废水的预处理工艺。

3)        生物法是利用微生物的新陈代谢功能,使水中呈溶解和胶体状态的有机污染降解并转化为无害物质,使污水得以净化。生物法是目前使用较为广泛的一种处理方法,常用于废水的二级处理。处理工艺主要有好氧和厌氧两种。

以上是污水处理一般方法,其中物理法处理效果较差;化学法所需投加药剂量大、控制要求高,投资较大,故均不宜作为主要处理方案。生物法是目前一种较为普遍的处理方法,虽然基建投资大,但运行费用低、操作管理方便,故本设计采用生物法作为主要处理工艺。

生物处理法分为好氧和厌氧两大类。由于好氧性处理效率高,使用广泛,已成为生物处理法的主流。好氧生物处理方法经过多年的发展已经演变成多种形式,如浸没式接触氧化法、推流式活性污泥曝气污、氧化沟法、SBR法、BAF法等。但传统的生物污泥局限性是没办法有效的提高活性污泥的浓度,传统的沉淀法不能有效的将所有污泥都能沉淀,部份活性污泥会随出水流失,污泥浓度一般只能控制在3-4g/l。

1.3  MBR简介

膜-生物反应器(Membrane Bioreactor,MBR)技术是一种新型高效的污水处理工艺,它是把活性污泥反应器和膜过滤装置组合到了一个工艺单元中。它用膜组件代替传统活性污泥法中的沉淀池,大大提高了系统固液分离的能力。 MBR技术是膜分离技术与生物技术有机结合的新型废水处理技术。它利用膜分离组件将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物截留住,省掉沉淀池。因此,活性污泥浓度可以大大提高,水力停留时间(HRT)和污泥停留时间(SRT)可以分别控制,而难降解的物质在反应器中不断反应和降解。因此,膜-生物反应器工艺通过膜的分离技术大大强化了生物反应器的功能。

膜-生物反应器在优化生化作用的优越性:

Ø  对污染物的去除率高,抵抗污泥膨胀能力强,出水水质稳定可靠,出水中没有悬浮物;

Ø  膜生物反应器实现了反应器污泥龄SRT和水力停留时间HRT的彻底分离,设计、操作大大简化;

Ø  膜的机械截流作用避免了微生物的流失,生物反应器内可保持高的污泥浓度,从而能提高体积负荷,降低污泥负荷,且MBR工艺略去了二沉池,大大减少占地面积;

Ø  由于SRT很长,生物反应器又起到了“污泥硝化池”的作用”,从而显著减少污泥产量,剩余污泥产量低,污泥处理费用低;

Ø  由于膜的截流作用使SRT延长,营造了有利于增殖缓慢的微生物。如硝化细菌生长的环境,可以提高系统的硝化能力,同时有利于提高难降解大分子有机物的处理效率和促使其彻底的分解;

Ø  MBR生化池的活性污泥不因产水而损失,在运行过程中,活性污泥会因进入有机物浓度的变化而变化,并达到一种动态平衡,这使系统出水稳定并有耐冲击负荷的特点;

Ø  较大的水力循环导致了污水的均匀混合,因而使活性污泥有很好的分散性,大大提高活性污泥的比表面积。MBR系统中活性污泥的高度分散是提高水处理的效果的又一个原因。这是普通生化法水处理技术形成较大的菌胶团所难以相比的;

Ø  膜生物反应器易于一体化,易于实现自动控制,操作管理方便;

MBR与传统生化的比较

 

传统处理

MBR系统

1

低活性污泥浓度 (3-5 g/l),且不方便调节。

中、浓度活性污浓度(6-20 g/l),可任意调节。

2

低活性污泥龄

高活性污泥龄

3

仅适合絮状菌群生长,仅包含生长快速的菌种

适合多种菌群生长

4

难以做到菌种选择

容易做到菌种选择

5

排泥量大

排泥量低

6

出水需要二沉池

无需二沉池

7

有时面临污泥上浮问题

无污泥上浮问题

8

占地面积大

占地面积小

9

固液分离效果差

固液分离效果好

10

难于实现自动化

易于实现自动化

根据运行方式不同MBR系统分为,浸没式和外置式。本工艺选择浸没式MBR。

浸没式MBR系统是将膜组件放置在生物反应器中,通过设置一台抽吸泵将渗透液吸出反应池外。为了减少膜污染,需在膜表面提供足够大的曝气量,通过气泡的运动产生足够的液体剪切速率。浸没式膜组件中通常采用中空纤维超滤膜和平板式超滤膜,本工艺采且平板式超滤膜,平板式超滤膜虽然单位面积的体积相对中空纤维超滤膜大,但其产水量大,使用膜面积少,总体体积也就比较小。并且抗污染性比中空纤维超滤膜高得多,化学清洗频率很低(通常半年清洗一次)。

                                                                                                          
  2.水解酸化简介

废水BOD/COD值越高,越易生物降解,一般经验值:当BOD/COD<0.2很难差;当0.2≥BOD/COD<0.3可生化性较差;当0.3≥BOD/COD<0.4可生化性一般;当BOD/COD≥0.4良好。根据国内外处理难生化降解废水的经验,为了提高废水的可生化性,在好氧处理前增加水解酸化装置,使难生物降解的有机物水解成较易生物降解的物质,改善废水的可生物降解性,提高全流程的去除效果。

一般厌氧(缺氧)水解的过程:

COD→CH4+CO2(传统厌氧工艺)

NO3-→N2(反硝化或缺氧工艺)

SO42-→      H2S (厌氧反应)

RCCl→CH4+CO2+Cl-(厌氧反应).

工程应用缺氧水解是本世纪八十年代发展起来的新型污水处理工艺,此缺氧水解是不完全的厌氧水解。在缺氧水解中具有四个特点:

1)        部分有机物不仅在结构上由大变小,而且在理化性质上也发生了变化,即部分有机物被水解、酸化,变成小分子的有机物,更易于后续的生物降解;

2)        不需要密封的反应池,不需搅拌器,不需要水、气、固三相分离器,降低了造价,有利于维护管理,可以按需设置大、中、小各种形式的厌氧水解池;

3)        对于以细小固体形式存在着有机物的降解可减少污泥量,使系统污泥产生量小;

4)        由于反应控制在第二阶段之前完成,故无厌氧发酵所具有的不良气味,改善污水处理装置的环境。

废水经缺氧水解工艺溶解性有机物比例显著增加、BOD/COD值提高、BOD降解速率加快、有利于难降解有机物的去除。

一般好氧生物处理对高分子有机物、环状有机物的去除率不高,这是因为某些染料、中间产物和添加剂在单纯的好氧条件下分子结构很难破坏,生物降解半衰期很长;

水解酸化处理的主要作用是使染料废水中高分子有机物、环状有机物基团解体、被取代或裂解(降解),从而变成小分子有机物或单键直链形有机物,改善可生化处理性。即使不能直接降低COD,由于分子结构或基团已发生改变,也可使其在好氧条件下容易被降解。

水解(酸化)过程主要体现为慢速生物降解有机物的水解和快速生物降解有机物的酸化,最终电子受体主要为低分子有机酸。厌氧发酵处理的主要目的是通过水解和非水解作用实现难生物降解有机物的转化,通过分子结构改变(开环、断键、裂解、基团取代、还原等),使结构复杂难生物降解的有机物分子转化成可慢速或快速生物降解的有机物,从而明显改善污水的可生物处理性,使最终电子受体包括难生物降解有机物(分子结构中的基团或化学键)

微生物的共代谢作用是近几年的最新研究成果,当存在或加入易降解物后,难降解的有机物可与易降解物构成微生物的共代谢关系,从而提高有机物去除率。共代谢的结果甚至可将部分难降解物在厌氧时也彻底分解。

慢速和快速生物降解有机物的水解酸化(发酵)过程有助于形成难降解有机物转化与水解所需的厌氧还原性环境,可提供剩余还原力(NADH+H+)和电子,使芳香族化合物为代表的难降解有机物的可生物处理性得到明显改善,这也是厌氧水解(酸化)能够改善污水可生物处理性的本质原因之一。

在实际应用上的另一个重要问题是尽量提高反应器中活性生物浓度、加长污泥泥龄和改善微生物的滞留能力,厌氧活性污泥与生物膜两种生物处理法的结合可较好地完成这一作用。

将好氧段的一部分剩余污泥送到厌氧区,增加厌氧区易生物降解有机物的产生能力,以进一步促进厌氧区的生物共代谢作用和厌氧还原作用。

2.工艺流程:

废水—调节池—水解酸化池—MBR反应池—出水


 

 
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