MBR膜生物反应器应用中的问题分析

2021-09-16 18:13 admin

MBR平板膜生物反应器是膜分离技术与生物处理技术相结合的一种新型污水处理系统。MBR膜生物反应器工艺是膜分离技术与生物处理方法的有效结合。其缘起是用膜分离技术代替活性污泥法中的二沉池进行固液分离。膜分离设备用于截留生化反应池中的活性污泥和大分子有机物,省略了二沉池。这样,活性污泥浓度大大提高,水力停留时间和污泥停留时间可分别控制,难降解物质在反应器中不断反应和降解,有效提高了生物反应器的处理效率,有效地进行工业废水处理,减少处理设施占地面积。

MBR作为一种取代二沉池的膜生物反应器,利用膜的微孔尺寸,在一定压力下实现活性污泥的泥水分离。基本原理是这样的,但要将这一原理应用到实际生产中需要大量的技术细节。MBR在多年的发展过程中不断改进和完善生产工艺,在实际生产中起到了较好的油水分离作用。

1、 MBR平板膜生物反应器应用中争议问题分析

MBR平板膜生物反应器产水量下降主要表现在以下三个方面:

然而,随着实际运行时间的延长,MBR平板膜生物反应器的初期运行能力会不断下降。因此,采用MBR平板膜生物反应器时,必须充分考虑这种情况。在膜柜的设计中,宜预留一定的膜组件安装空间,或设置一些空的膜柜,以便在部分膜组件性能下降后,安装新的膜组件,保证正常产水。

MBR平板膜生物反应器一般分为外循环式和浸入式。由于浸没式MBR工艺跨膜压差小,膜通量很少超过临界值,因此无需化学清洗即可长期保持膜通量的稳定。目前,我国的市政领域主要采用潜水式MBR平板膜生物反应器,依靠泵的负压抽吸。泵的额定流量限制了MBR工艺的很大产水量。当进水超过此限值时,跨膜压差将急剧增大,导致吸水量下降。但由于产水全部通过膜后产生,因此MBR工艺出水水质得到保证。但在传统活性污泥法中,当峰值流量超过设计值时,沉淀池水力负荷增大,出水水质受到影响,处理效率降低。但适当增大沉淀池出口堰的堰头,可将洪峰流量排出。

因此,与传统工艺相比,MBR平板膜生物反应器可以保证出水水质,但难以承受较大的水冲击负荷。但是,城市污水处理厂的流量会随着季节、降雨量、生活习惯、进水成分和处理规模的变化而变化,因此在水量波动较大的城市污水处理厂应用MBR工艺时应谨慎。

针对这一问题,对于小型污水处理厂,建议增加生化池的高度,增加吸入泵的额定流量,适当增加隔膜面积,但会增加投资成本;对于大型污水处理厂,建议与传统的污水处理工艺结合使用,以应对水的冲击。此外,MBR平板膜生物反应器的优质产水也可以适当降低配套平行工艺的出水要求。

MBR平板膜生物反应器的应用越来越广泛。但是,由于各膜生产企业的膜材料和膜组件差异较大,相关技术参数大多由各膜生产企业掌握,存在严重的技术壁垒。同时,目前MBR平板膜生物反应器的研究重点主要集中在膜上,而MBR工艺实际上是一种改进或强化的生物处理工艺,它是膜与生物反应器的结合。污泥预处理系统的概念不同于整个污泥处理系统,包括整个污泥预处理系统和整个污泥处理系统。目前,膜分离的前端预处理、污泥和空气系统还没有根据膜分离的特点进行优化和调整。生化处理部分与后续膜分离系统衔接缺乏优化设计经验,全过程设计经验和参数不全,忽视控制仪表设备的选择,缺乏规范化操作指导,影响运行效果,膜寿命与MBR工艺性能消耗。

同时,MBR平板膜生物反应器自动化程度高,对仪器设备要求更高,相应地增加了投资成本。根据项目统计数据分析,MBR技术在市政领域的总投资成本为2100-7000元,平均3800元,直接工程成本为2000-4500元(包括土建、安装、膜系统等设备)。列出了一些大型MBR项目的投资。投资成本的差异与应用领域(污水处理、污水深度处理、地表水处理、雨水处理)、项目建设周期(新建、扩建、升级改造项目)、膜组件生产厂家、结构形式(地上、地下)等密切相关,半地下和全地下)。

因此,由于MBR工艺一次性投资相对较高,MBR平板膜生物反应器的选择应因地制宜,综合考虑出水标准、占地面积、经济因素、中水回用需求和进水水质处理难度的要求。

MBR平板膜生物反应器能耗高于传统活性污泥法。近年来,各方也在研究和采用各种有效的优化方法来降低能源需求,如通过多阶段氧平衡分析重新设计生物曝气;改进膜组件配置,调整膜洗涤曝气系统以减少洗涤风量;寻求更多有效的曝气方式,通过模型模拟技术和自动控制提高曝气效率。

MBR平板膜生物反应器处理费用主要由电费、试剂费(附加碳源、除磷、膜清洗消毒)、人工费、污泥处理处置费、膜组件设备折旧费(使用寿命)等组成。其中,电力和设备折旧占很大比例。