MBR全面介绍工艺(分类、原理、工艺、应用等)

MBR膜生物反应器(Membrane Bio-Reactor)简称是一种将膜分离技术与生物技术有机结合的新型水处理技术。它利用膜分离设备拦截生化反应池中的活性污泥和大分子有机物，节省二沉池。膜生物反应器工艺通过膜分离技术大大加强了生物反应器的功能，大大提高了活性污泥的浓度和水力停留时间(HRT)污泥停留时间(SRT) 可单独控制。

 

在传统的污水生物处理技术中，泥浆和水的分离是通过重力在二沉池中完成的，其分离效率取决于活性污泥的沉降性能。沉降越好，泥浆和水的分离效率就越高。污泥的沉降取决于曝气池的运行状态，必须严格控制曝气池的运行条件，这限制了该方法的应用范围。由于二沉池固液分离的要求，曝气池污泥不能保持较高浓度，一般在 1.5~3.5g/L 从而限制了生化反应速率。水力停留时间（ HRT ）与污泥龄（ SRT ）相互依赖，增加体积负荷和减少污泥负荷往往形成矛盾。该系统在运行过程中还产生了大量的剩余污泥，其处置成本占污水处理厂运行成本 25% ～ 40% 。传统的活性污泥处理系统也容易出现污泥膨胀现象，水中含有悬浮固体，水质恶化。

 

MBR 通过将分离工程中的膜分离技术与传统废水生物处理技术有机结合，不仅节省了二沉池的建设，而且大大提高了固液分离效率，由于曝气池中活性污泥浓度的增加和污泥中的特效细菌 ( 特别是优势菌群 ) 它的出现提高了生化反应的速率。同时，通过减少 F/M 从而基本解决了传统活性污泥法存在的诸多突出问题。

   1.2 MBR工艺分类

分类根据有机膜、无机膜压力驱动外压、抽吸生物反应器好氧、厌氧曝气生物反应器、提取膜生物反应器、提取膜生物反应器、膜分离生物反应器

 

   1.3 MBR工艺优越性

MBR的优势

1.固液分离高效，出水水质优良稳定。

2.剩余污泥产量少。

3.占地面积小，无二沉池，工艺设备集中。

4.氨氮和难降解有机物可以去除。

5、克服了传统活性污泥法易发生污泥膨胀的弊端。

6.操作管理方便，自动控制方便。

 

   1.4 MBR工艺的不足

 

MBR的不足

1.投资大:膜组件成本高，导致项目投资比传统处理方法增加约30%-50%。

2.高能耗:泥水分离膜驱动压力；高强度曝气；为了减少膜污染，需要增加流量。

膜污染清洗。

4.膜的使用寿命和更换导致运行成本高。膜组件的使用寿命一般在5年左右，到期需要更换。

 

   1.5 MBR发展历史

 

第一阶段(1966 1966年，美国Dorr oliver公司首先将MBR1968年用于废水处理研究，Smith等人在活性污泥法工艺中用超滤取代二次池。20世纪70年代，膜生物反应器工艺首次进入日本市场。第二阶段(1980年～ 1995年)1989年，日本政府共同投资研发。90年代Kubota公司开发了平板浸没MBR。从80年代末到90年代初，Zenon两种注册产品已成功开发。Zenon商业产品系统——ZenonGem1982年进入市场。20世纪90年代中后期今)20世纪90年代中后期。越来越多的欧洲国家将MBR用于生活污水和工业废水的处理。目前经营 MBR ，它们分别是加拿大 Zenon 公司，13本Mitsubishi Rayon公司，法国 Suez．LDE/IDI公司和日本Kubota公司。

 

   1.6 MBR发展前瞻

 

1.现有城市污水处理厂的更新升级 。2.无排水管网系统区域的污水处理，如居民点、旅游度假区、风景名胜区等。3.酒店、洗车、客机、移动厕所等有污水回用需求的区域或场所 。4.工业废水处理浓度高、有毒、难降解。如造纸、制糖、皮革等行业 。5.垃圾填埋场渗滤液的处理和回用 。6.小规模污水厂(站)的应用。

 

1.膜污染的机制及防治 。2、MBR优化工艺流程形式和运行条件。MBR 工艺经济研究 。4.开发新型膜生物反应器，节能处理特殊水质对象 。5熟，系统 MBR 工艺设计方法 。6、形形 ** 生物反应器

   二丶MBR工艺膜、膜组件

 

2.1 MBR用膜介绍

MBR聚合物有机膜材料材料：聚烯烃、聚乙烯、聚丙烯腈、聚醚、芳香族聚酰胺、含氟聚合物等 。优点：成本相对较低，成本低，膜制造工艺成熟，膜孔径和形式多样，应用广泛。缺点：操作过程易污染，强度低，使用寿命短 。无机膜材料：金属、金属氧化物、陶瓷、多孔玻璃、沸石、无机聚合物材料等 。优点(陶瓷膜为例):耐酸 、其通量高、能耗相对较低 。不足：造价昂贵、不耐碱、弹性小、膜的加工制备有一定困难 。

 

目前MBR只有聚偏二氟乙烯被广泛应用于膜组件中（PVDF）、聚乙烯（PE）和聚丙稀（PP）。聚偏二氟乙烯（PVDF）由于其优异的物理化学性能(强度和耐腐蚀性)在国内外消耗最多。

 

MBR 工艺中使用的膜一般为微滤膜（ MF ）和超滤膜（ UF ），大都采用 0.1 ～ 0.4 μ m 膜孔径 。

 

常用的聚合物材料有：聚碳酸酯、纤维素酯、聚偏二氟乙烯、聚醚、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚醚酰亚胺、聚丙烯、聚醚醚酮、聚酰胺等 。

聚合物材料常用于超滤(PS)、聚醚砜(PES)、聚酰胺，聚丙烯腈（ PAN ）、聚偏氟乙烯、纤维素酯、聚醚醚酮、聚亚酰胺、聚醚酰胺等 。

 

 

 

2.2 MBR膜组件

 

 

 

 

 

各种膜组件特性表 名称/项目中空纤维式毛细管式螺旋卷式平板式圆管式价格（元 /m 3）40~150150~800250~800800~2500400~1500充填密度高、中、低清洗难度大、压力大、中、低。高压操作难吗？膜形式有限吗？

 

与中空纤维膜组件和板膜组件相比，中空纤维膜组件板膜组件中空纤维膜丝柔性，可反冲洗支撑板板膜：膜刚性，不能反冲洗独立清洗独立清洗填充密度 160m2/m3 填充密度 80m2/m3 典型膜通量：15L/m2h典型膜通量：20L/m2h缠绕纤维材料，污泥堵塞，卡在纤维间，不能通过反冲去除。沟槽式，填充密度低，堆积在板间，从板固定开始，无反冲洗化学清洗。化学和机械清洗。

2.3 三种常见的MBR膜组件

 

 

 

三丶MBR系统设计

 

MBR废水水质最低的水质条件包括：BOD、COD；TSS、VSS；N、P、Alk；T 。现场条件包括：咨询报告、现场限制、特殊地貌；如为改造项目，还需要工厂规划、池、渠道尺寸、运行历史数据等。处理量和水力负荷的信息对工艺配置和处理过程的选择具有决定性的意义。水质要求 或出水用途，这需要影响处理过程的选择。

3.2 MBR工艺组成

 

 

3.3 MBR选择工艺路线

 

 

 

3.4 膜池的设计

 

3.5 膜元件的选择和安装

 

 

3.6 MBR产水系统

 

3.7 MBR曝气系统

 

3.8 MBR反洗系统

 

3.9 MBR加药系统

 

3.10 MBR自动控制系统

          

3.11 其他系统