每天20噸地埋式生活污水處理設(shè)備價(jià)位
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生物膜-膜生物反應(yīng)器的原理及特點(diǎn)
工作原理
BMBR是在膜生物反應(yīng)器內(nèi)投加填料或培養(yǎng)形成顆粒污泥，微生物在填料表面附著生長(zhǎng)形成生物膜，廢水?dāng)y帶著污染物和氧氣流過(guò)生物膜時(shí)，廢水中溶解氧被消耗，有機(jī)污染物被生物膜上的微生物吸收降解使廢水得以凈化;微生物不斷生長(zhǎng)繁殖，生物膜也不斷增厚，增厚到一定程度時(shí)，在生物膜內(nèi)形成缺氧或厭氧層，為生物脫氮、除磷提供條件;通過(guò)在反應(yīng)器底部曝氣，使生物膜受到水的剪切力不斷脫落更新，處理后的廢水經(jīng)過(guò)膜組件分離后排放。做過(guò)兩段式生物膜-膜生物反應(yīng)器處理廢水的試驗(yàn)，結(jié)果顯示BMBR運(yùn)行穩(wěn)定后出水水質(zhì)好，COD、氨氮、TP去除效率分別為95%、80%、60%以上。利用好氧顆粒污泥-MBR處理合成廢水，結(jié)果表明，當(dāng)進(jìn)水總有機(jī)碳為56.8~132.6mg/L，氨氮為28.1~38.4mg/L時(shí)，TOC、氨氮、總氮的去除率分別84.7%~91.9%，85.4%~99.7%，41.7%~78.4%。
生物膜-膜生物反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)
(1)BMBR綜合了生物膜法和MBR的優(yōu)點(diǎn)。反應(yīng)器內(nèi)由于填料的加入，使得懸浮污泥的濃度降低，改善了膜的通量、降低了膜的阻力、在一定程度上減緩了膜的污染，使膜的運(yùn)行周期更長(zhǎng)，減少了膜的清洗次數(shù)，降低處理工藝的動(dòng)力消耗。
(2)SS的去除率較好。生物膜法中如果厭氧層過(guò)厚，生物膜脫落后會(huì)產(chǎn)生大量的非活性的細(xì)小懸浮物分散于水中，使出水的澄清度降低，而BMBR由于膜分離設(shè)備的截留作用可以有效解決這個(gè)問(wèn)題。
(3)有較好的脫氮、除磷效果。硝化菌是化能自氧菌，在混合培養(yǎng)的活性污泥中無(wú)法與異養(yǎng)菌競(jìng)爭(zhēng)，所以在MBR中脫氮效果并不是很好，而投加了填料的BMBR可以承載大量的生物量，有利于世代時(shí)間較長(zhǎng)的硝化菌生長(zhǎng)，而且由于BMBR中形成了厭氧環(huán)境，脫氮效果會(huì)有所提高。
(4)由于生物膜上的微生物種類豐富，載體的添加可以給微型動(dòng)物提供了相對(duì)穩(wěn)定的生長(zhǎng)環(huán)境，存在相當(dāng)數(shù)量的原生動(dòng)物和后生動(dòng)物，組成較長(zhǎng)的食物鏈，所以生物膜膜生物反應(yīng)器產(chǎn)生的污泥量少。
生物膜-膜生物反應(yīng)器的缺點(diǎn)
BMBR和MBR一樣同樣具有以下2個(gè)缺點(diǎn)：(1)膜污染問(wèn)題，沒(méi)有有效的清洗技術(shù)。膜污染速率隨著溫度的下降而呈現(xiàn)加劇趨勢(shì)。(2)膜的制造成本高。
生物膜-膜生物反應(yīng)器的研究進(jìn)展
1996年，美國(guó)的Dorr-Oliver公司首先將MBR用于廢水處理的研究以后，許多學(xué)者相繼對(duì)MBR進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)研究并開發(fā)了多種MBR的變形新工藝，如分離式MBR、厭氧式MBR、一體式MBR等。20世紀(jì)90年代以后，MBR得到了迅猛的發(fā)展，1995年以后MBR在國(guó)外尤其是在美國(guó)、日本、加拿大等國(guó)進(jìn)入了實(shí)際應(yīng)用階段。隨著MBR在實(shí)際運(yùn)行中膜污染的問(wèn)題出現(xiàn)，有的學(xué)者在研究此問(wèn)題時(shí)指出，在MBR中，由于膜組件與活性污泥混合液的直接接觸，在膜組件表面生長(zhǎng)出生物膜是不可避免的，也就是說(shuō)膜污染的問(wèn)題是不可避免的，膜污染在導(dǎo)致膜通量下降的同時(shí)也使出水水質(zhì)變差，但是當(dāng)時(shí)都未對(duì)此進(jìn)行深入的探討，直至后來(lái)BMBR的提出。一些學(xué)者認(rèn)為將膜分離技術(shù)和生物膜法相結(jié)合，將會(huì)有更大的優(yōu)勢(shì)。
BMBR工藝早是日本科研人員針對(duì)低濃度氨氮廢水處理提出的新工藝。澳大利亞新南威爾士大學(xué)膜與分離中心的FaneAG曾采用生物濾池與分離式膜分離設(shè)備相結(jié)合處理生活廢水，取得了很好的處理效果。在膜分離技術(shù)與生物膜相結(jié)合的BMBR方面，國(guó)內(nèi)哈爾濱工業(yè)大學(xué)較早做此方面的工藝研究。
生物填料-MBR
在MBR中投加填料，微生物附著在填料表面生長(zhǎng)、繁殖形成生物膜。相較于傳統(tǒng)的MBR而言，填料上微生物種類更加豐富，提高了反應(yīng)器對(duì)有機(jī)物的去除率，具有更強(qiáng)的適應(yīng)性和穩(wěn)定性以及較強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力，同時(shí)也減少了懸浮的微生物，而且有些填料對(duì)胞外聚合物和某些溶解性產(chǎn)物等容易引起膜污染類的物質(zhì)有吸附作用，這樣有利于減少膜污染，減緩膜通量的下降速度。
改良性聚丙烯懸浮載體-MBR處理廢水時(shí)發(fā)現(xiàn)懸浮載體-MBR的去除效果較好，COD，NH3-N的去除效果都在90%以上，甚至達(dá)100%，出水的濁度接近零。生物填料-MBR處理工業(yè)廢水也具有較好的效果。用投加多孔性聚合物填料的一體式MBR處理化工廢水，結(jié)果表明，反應(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行后，COD、NH3-N、TP的去除率分別為80.25%~87.15%、73.32%~99.78%和87.09%~93.82%。
研究一些多孔、軟性懸浮載體對(duì)膜污染的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，在MBR中投加懸浮填料可以減緩膜污染的形成，膜的臨界通量提高了大約20%，濾餅阻力減少了86%，膜污染的程度明顯低于未投加填料的MBR。投加適量(800mg/L)的粉煤灰，膜通量的衰減量小，反應(yīng)器的除磷效果明顯增高，從原來(lái)的60%提高到90%。
生物流化床工藝簡(jiǎn)介：生物流化床是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來(lái)的污水處理技術(shù)其工藝原理是將對(duì)廢水中主要污染物有降解作用的好氧生物通過(guò)一定的方式固定在一定粒度的載體上，空氣和待處理的廢水從反應(yīng)器底部同向進(jìn)入，通過(guò)控制氣、液兩相的流速，使流化床反應(yīng)器內(nèi)載有生物體的固相呈流化狀態(tài)。廢水中的污染物與生長(zhǎng)在載體上的好氧微生物接觸反應(yīng)，降解去除廢水中的污染物。在反應(yīng)器頂部，通過(guò)分離裝置實(shí)現(xiàn)三相分離，澄清的廢水從溢流槽排出。由于空氣的攪動(dòng)使生物膜及時(shí)脫落，控制載體上生物膜的厚度，也不需另設(shè)專門的脫膜裝置。在流化床內(nèi)，填料流態(tài)化的同時(shí)，還進(jìn)行氧的吸收和有機(jī)物的降解兩項(xiàng)功能，因此這種工藝的難點(diǎn)在于正確地確定氣、液比例和控制氣、液、固三相協(xié)調(diào)的操作條件。
生物流化床的現(xiàn)狀：生物流化床是一種前景廣闊的新型高效、穩(wěn)定性好、適應(yīng)性強(qiáng)的有機(jī)廢水處理方法。但仍然需要解決在實(shí)際應(yīng)用中的問(wèn)題：①在保證反應(yīng)器良好流態(tài)化的同時(shí)，如何防止污泥和填料不從反應(yīng)器中流失;②反應(yīng)器底部布水器布水均勻是實(shí)現(xiàn)良好流態(tài)化的關(guān)鍵;③生物流化床是通過(guò)循環(huán)回流獲得較大的升流速度來(lái)保證載體的流態(tài)化的，這就相應(yīng)地增加了能耗，提升了成本，阻礙了其在大規(guī)模廢水處理工藝的應(yīng)用。
目前，這方面研究仍處于初期，需進(jìn)一步研究固定化技術(shù)和流體力學(xué)行為之間的相互關(guān)系，以及固定化微生物系統(tǒng)中粘性介質(zhì)的流變特性等基本特征。③生物流化床與其他工藝的聯(lián)用。單純地使用生物流化床處理廢水能耗大、成本高，與其他工藝聯(lián)用，可以大幅度減少處理成本。應(yīng)加強(qiáng)其實(shí)用性研究，努力降低處理成本，使其得以推廣應(yīng)用。④生物流化床反應(yīng)器放大方面的理論研究有待加強(qiáng)。由于流體分布均勻性的差別，小規(guī)模的試驗(yàn)裝置和大規(guī)模的工業(yè)裝置在流動(dòng)體系上呈現(xiàn)較大的差別，生物流化床反應(yīng)器的放大與工程設(shè)計(jì)始終沒(méi)有形成一套較為成熟的理論和方法，積累設(shè)計(jì)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)顯得至關(guān)重要。
A/O工藝的研究開發(fā)基礎(chǔ)是活性污泥法，其優(yōu)點(diǎn)就是有很強(qiáng)的適應(yīng)能力，很高的耐沖擊力，不僅能很好地去除掉污水中的有機(jī)物，并且脫氮*。MBR工藝結(jié)合了膜分離技術(shù)和生物反應(yīng)器，并綜合了兩者的優(yōu)點(diǎn)。微、超濾膜組件代替了傳統(tǒng)的二沉池及過(guò)濾單元，這樣水力便能夠更長(zhǎng)時(shí)間的停留，并且使得泥齡能*分離。固液分離能力的提高保證了出水水質(zhì)的良好，水中懸浮物接近于零，渾濁度很低，有效地截留下了許多細(xì)菌生物類污染物。經(jīng)過(guò)如此處理的污水水質(zhì)較好，能夠被直接回用。
A/O-MBR法結(jié)合以上兩類優(yōu)點(diǎn)，硝化菌生臟緩慢，但是生物膜的泥齡較長(zhǎng)，故生物膜能夠?yàn)槠涮峁┻m合的生長(zhǎng)環(huán)境，使得硝化效率得到明顯提高，保證出水的水質(zhì)優(yōu)異。同時(shí)A/O-MBR工藝操作非常簡(jiǎn)單，產(chǎn)出的污泥量少，節(jié)省了污泥排除的費(fèi)用，同時(shí)期所占面積也比較小。
混凝沉降法是目前常使用的化工廢水處理方法，在很多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。混凝劑的選擇直接決定了混凝效果的好壞，從而影響到水處理的效果。現(xiàn)階段常用的混凝劑主要是鋁鹽、鐵鹽等無(wú)機(jī)混凝劑。
混凝劑的種類多種多樣，按照混凝劑的作用機(jī)制大致可分為3類：絮凝劑、凝聚劑和助凝劑。按照混凝劑的化學(xué)性質(zhì)劃分，可分為無(wú)機(jī)混凝劑、有機(jī)混凝劑和微生物混凝劑。目前應(yīng)用廣的是高分子混凝劑，包含有聚合氯化鋁、聚合鐵、聚合鋁鐵等。高分子混凝劑比傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)混凝劑分子量大，用量少，且電中和能力強(qiáng)，它的多核結(jié)構(gòu)使其具有明顯的吸附作用。因此，高分子無(wú)機(jī)混凝劑的研究一直是水處理的重點(diǎn)課題。
