一體式膜生物反應(yīng)器的研制與開發(fā)
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1.研制的目的
膜生物反應(yīng)器是由膜分離單元與生物處理單元相結(jié)合的新型水處理技術(shù)，與傳統(tǒng)的生化處理技術(shù)相比，MBR具有以下主要特點：處理效率高、出水水質(zhì)好；設(shè)備緊湊、占地面積；耐沖擊負荷，易于擴容；易于實現(xiàn)自動控制運行、無需專業(yè)人員操作、管理簡單等優(yōu)點。80年以來，該技術(shù)愈來愈受到重視，成為水處理技術(shù)研究的一個熱點。目前膜生物反應(yīng)器已應(yīng)用于美國、德國、法國、日本和埃及等十多個國家，處理規(guī)模在6～13000m3/h。我國是一個水資源匱乏的國家，隨著近20年來經(jīng)濟的飛速發(fā)展，水污染與供水量不足已成為最嚴峻的現(xiàn)實問題，極大地阻礙著經(jīng)濟的發(fā)展，在北方和西北地區(qū)，水資源短缺尤為嚴重，水資源的再利用已成為當務(wù)之急，將小區(qū)的生活污水處理后重新回用，作為雜用水（如沖廁所、洗車、綠化等），不但可緩解水資源短缺所引起的茅盾，而且保護了環(huán)境，利國利民。從國外的許多成功實踐表明，污水資源的再生利用是解決城市缺水的有效、經(jīng)濟而又便捷的途徑。現(xiàn)在有許多院校、研究所對MBR投入了細致的研究，獲得了許多成果，如何將科技成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，盡快投入市場，占領(lǐng)行業(yè)制高點，是目前研究的重點，開發(fā)高附加值、高技術(shù)含量的產(chǎn)品一直是我公司所倡導的主題，因此研制MBR膜生物反應(yīng)器不但符合社會發(fā)展的潮流，也符合我公司發(fā)展的方向。
出于上述目的，根據(jù)我廠多年的環(huán)保機械制造經(jīng)驗，我們開發(fā)研制了專用于中水回用的MBR膜生物反應(yīng)器。
2.結(jié)構(gòu)原理介紹
膜生物反應(yīng)器主要由生物反應(yīng)器與膜組件兩部分構(gòu)成，污水中的有機物經(jīng)過生物反應(yīng)器內(nèi)微生物的降解作用，使水質(zhì)得到凈化，而膜的作用主要是將活性污泥與大分子有機物及細菌等截留于反應(yīng)器內(nèi)，使出水水質(zhì)達到回用水水質(zhì)要求，同時保持反應(yīng)器內(nèi)有較高的污泥濃度，加速生化反應(yīng)的進行。
膜生物反應(yīng)器主要由池體、膜組件、鼓風曝氣系統(tǒng)、泵及管道閥門儀表等組成，處理能力為20t/d。
1) 池體
由碳鋼及型鋼等焊接而成，其上設(shè)有進、出水管道及排空管道，根據(jù)處理量的大小制成相應(yīng)規(guī)格的池體，為延長池體的使用壽命，池體必須經(jīng)過特定的防腐。
2) 膜組件
膜組件是本套系統(tǒng)的核心部件，出水水質(zhì)的好壞與處理成本與其有直接的關(guān)系，由專業(yè)生產(chǎn)廠商提供，根據(jù)不同的水質(zhì)要求，一般選擇的膜組件也不相同，由于價格因素，一般都選擇有機膜，膜的孔徑在0.2～0.4μm之間，膜通量為10L/(m2·h)。
3) 鼓風曝氣系統(tǒng)
采用鼓風機+穿孔管曝氣系統(tǒng)，簡單可靠，管道上設(shè)有調(diào)節(jié)閥來調(diào)整膜組件的曝氣強度，以減輕膜污染。
4) 泵
由于出水量不大，因此采用很小的管道泵來進行抽吸，抽吸壓力與膜組件相配，出水流量可以通過流量計直接顯示。
3.運行情況簡介
污水來源為本廠的家屬樓生活污水+化糞池上清液。出水則用來沖廁所與綠化。
進水水質(zhì)：（平均）
CODcr = 275 mg/L
BOD = 128 mg/L
SS = 52 mg/L
NH3-N = 36 mg/L
出水水質(zhì)：（平均）
CODcr = 18.7 mg/L
BOD = 4 mg/L
SS = 0 mg/L
NH3-N = 0.85 mg/L
本裝置從2001年12月8日投入活性污泥開始進行調(diào)試,兩星期后即全額進行，到目前已穩(wěn)定地運行了10個多月，未出現(xiàn)異常情況，出水清澈透明，無異味，膜的抽吸壓力上升緩慢。由于出水未進行消毒殺菌，因此出水流量計及管道中伴有藻類滋生，至2002年8月8日出水顏色變?yōu)闇\黃，將膜組件取出后用漂白粉溶液進行浸泡處理，再裝入池中，1h后出水又恢復至清澈透明，且膜通量也有所恢復。
4.膜污染的控制
防止膜污染是MBR的重要研究課題，為了減緩膜污染，采用如下幾種方法：
a)采用間歇式抽吸出水的操作方式；
b)加大膜組件的曝氣量，提高表面流速；
c)提高污泥的絮凝性能。
從實際使用情況看來，這三種方法同時使用時，效果良好。
5.結(jié)束語
國外對MBR的研究已有十幾年的歷史，MBR技術(shù)已成功應(yīng)用于中水道、污水處理、糞便水處理以及工業(yè)廢水的處理，如石油工業(yè)的含油廢水處理和回用、纖維工業(yè)廢水、釀造工業(yè)廢水、造紙工業(yè)廢水、醫(yī)藥廢水、食品加工廢水，取得很大的成功。目前全球已有8000多套MBR裝置在正常運行，其中英國就有400多套MBR裝置應(yīng)用在污水處理和回用上。美國2000年用在MBR裝置上的膜組件銷售額達67.5億美元，年增長速度約為13%，說明這一技術(shù)具有強大的生命力。我國對MBR的研究，自1995年開始，研究較少，自進入2001年以來我國科技界對MBR污水處理工藝研究非；钴S。中膜、天膜也研制出國產(chǎn)的適用于為MBR配套的中空纖維膜組件，這說明MBR技術(shù)在我國受到了極大重視，MBR作為一種新型、高效的水處理技術(shù)必定會有很大的發(fā)展，隨著膜制造技術(shù)革新的技術(shù)進步，膜使用壽命的提高和膜成本的降低，制約MBR技術(shù)應(yīng)用的瓶頸必將會被打破，MBR技術(shù)在污水處理與回用事業(yè)中所起的作用必將越來越大。
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