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智能MBR膜污水处理设备

简要描述:

智能MBR膜污水处理设备将有机化合物转化为低分子有机化合物,并能产生甲烷进行回收利用,减少后续反应负荷。厌氧处理技术可选用UASB、EGSB、IC等工艺,其COD去除率可达到80%以上

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智能MBR膜污水处理设备

智能MBR膜污水处理设备——整体概要

MBR污水处理技术的全称为膜生物反应器污水处理技术,是将高效膜污水分离技术和传统的活性污染物分离技术进行有机结合的污水处理方法,这种污水处理技术的优势在于,能够将所有污水之中蕴涵的微生物截留在生物反应器之上,从而提升生物反应器的污泥浓度。从理论分析的角度来看,污泥的浓度和泥龄没有任何上限,可以进行无限的增长,从而使出水的有机污染物的含量和浓度达到。在对MBR污水处理工艺的应用分析时可以看到,MBR污水处理工艺可以有效的去除水中的氨元素和氮元素,对于工业废水的处理效果与传统的生物处理工艺相比,MBR污水处理技术处理后的水质较好,同时整套工艺设备的占地面积较小,设备设置相对集中,更具有系统化和便捷化的管理方案,而且整套工艺还具备很大的优化空间与升级潜力,其工艺技术具备广阔的发展前景。我国对于MBR污水处理工艺的研究起步较晚,然而由于我国对于先进技术的重视,使MBR技术的发展趋势较为迅猛,并且MBR技术已经得到了部分企业的实际应用。在2002年,MBR技术的开发被列为863重点科研攻关项目,是MBR技术在我国得到重视的重要的标志之一。MBR污水处理技术在运行情况相同时,其生物反应器有着较强的处理能力,能够完全拦截粒径大于0.22um的有机污染物,同时在我国各个科技人员的研究之下,对于其参数进行了深入的分析和科学的建模,将有效验证MBR技术的优排泥时间和水力冲洗周期[1]。

工艺的工作机理与工作形式

MBR污水处理技术主要是由反应器的池体、生物膜组件、风力曝气系统以及连接系统的管道阀门组成。一旦污水之中的有机物通过池体,其内部就会发生整体的微生物降解反应,从而使污水水质得到总体净化。而生物膜的主要功能在于,将污染物之中的大分子、细菌、活性的有机物截留在反应器之中,从而使出水的水质量达到回收的参数标准,与此同时,也能够确保反应器之中污泥浓度的提升,从而全面提升生化反应的速率。

MBR的生物膜分为有机膜和无机膜两种膜类型。有机膜的整体造价较为便宜,但是非常容易受到污染和损害。而无机膜的造价较为昂贵,能够在多种不同的恶劣环境下作业,其使用寿命也能得到一定的保证。MBR的生物膜组件是根据其在整个系统内的功能性不同划分的,包括分离性MBR,曝气性MBR和萃取性MBR等等。MVR的分离组件有点类似传统微生物处理技术之中的二次沉淀池,正因为MBR污水处理技术的截留率过高,从而导致了生物反应器之中物生物浓度较高,污泥停留的时间也较长,因此MBR污水处理之后的水质较好[2]。而曝气性的MBR组件能够通过透气性的生物膜对于生物反应器进行供氧,氧气能够完全被吸收和利用而不至形成气泡。萃取用的MBR生物膜组件是采用内装的纤维束管的硅管组成的,这些纤维束能够有效的吸收沸水之中的污染物,并通过微生物的吸附而达到降解作用。

从反应器与膜组建的结合形式不同,MBR污水处理技术的生物反应器也可以分为分置式和一体式两种组成形式。分置式形式,顾名思义,即是生物膜组件与反应器的设置方式是分开的,整个系统的驱动是通过加压泵进行驱动。

生物处理

为分析好氧发酵产物的转化机理,以厂B4为例,其污泥处理工艺规模600 t/d,采用蘑菇渣作辅料,混合比例为回料∶原泥∶辅料=2∶1∶0?2,一次仓发酵14 d,二次仓发酵20 d,共计34 d(冬季),部分发酵产物再陈化1个月。表3为各采样点物料中蛋白质、多糖和腐殖酸含量的变化。分析可知,发酵过程蛋白质减量显著,多糖减量明显但不彻底,陈化产物中仍含有64.5 mg/gVS的多糖,这主要是由于辅料(蘑菇渣)的加入,引入的多糖(以纤维素为主)所致。从腐殖酸总量上来看,经过发酵和陈化后,腐殖酸增量28.0%。从腐殖酸组分上来看,原泥中的腐殖酸以富里酸为主(125.5 mg/gVS),经过与辅料和回料的调理后,混料的腐殖酸总量增加,这主要是辅料和回料中腐殖酸的贡献。经过一次发酵,蛋白质含量显著下降,富里酸含量显著增加,说明这一阶段是蛋白质的降解过程,也是富里酸的合成过程;经过二次发酵,蛋白质有略微地下降,富里酸几乎无增长,胡敏酸开始累积,说明二次发酵阶段是富里酸向胡敏酸的转化过程,即腐殖化过程;在后续长时间的陈化过程,胡敏酸大量累积,也证明好氧发酵需要足够长的时间来保证发酵效果。胡敏酸作为非水溶性的大分子腐殖酸,比富里酸的化学稳定性更好,在土壤中不易扩散和迁移,对土壤的保水保肥具有重要意义

同样,采用荧光光谱法分析厂B4在好氧发酵过程物质的降解与合成机理,测定得到的光谱图

与标准物质的图谱比对可得各荧光峰所代表的物质,并结合化学分析可知:

(1)污泥经过一次发酵后,类蛋白荧光峰(峰A)消失,腐殖化中间产物的荧光峰发生偏移(B1→B2),说明在一次发酵过程,类蛋白物质被降解,并转化为腐殖化中间产物(富里酸)。

(2)二次发酵后,富里酸(峰B2)含量减少,胡敏酸(峰C)含量增加,说明二次发酵是有机物腐殖化的过程,但产物中仍有大量中间产物(峰B2),说明

在有限的发酵时间内,腐殖化程度尚不完全。

(3)在陈化过程,胡敏酸含量显著增加,可见陈化过程促进了富里酸向胡敏酸的转化,促进了有机物的腐殖化。经过长时间的陈化后,仅剩下类胡敏酸荧光峰(见图4e),说明好氧发酵产物经过一段时间的陈化,对进一步加强腐殖化过程是非常有必要的。

从各个厂的CI指数来看(见表2),除厂B2和B3外,其余各厂的CI指数均在5.0以上。由于多糖不具有荧光特性,而CI指数耦合了蛋白质和腐殖酸的相对含量,因此该指数的使用可避免外加碳源而导致降解率不准确的问题,从而准确、有效地判断发酵产物的稳定化水平。

为分析好氧发酵过程CI指数的变化规律,以厂B4为例,测定各采样点的CI指数如图4f。分析可知,经过两次发酵后,CI指数显著增加(CI=10.6),陈化后,CI指数激增至69.3。由此可见,无论是厌氧消化,还是好氧发酵,这一指数综合反映了物质的降解与合成,可用于污泥处理产物稳定化程度的判定。

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