MBR膜一體化污水處理裝置
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膜生物反應(yīng)器(MBR)是一種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)，在廢水資源化及中水回用方面具有及其廣闊的發(fā)展前景，已經(jīng)受到了國內(nèi)外的廣泛關(guān)注。目前隨著水資源短缺局勢的日益嚴(yán)峻及膜生產(chǎn)技術(shù)的不斷更新發(fā)展，MBR在水處理領(lǐng)域得到了逐漸廣泛的應(yīng)用，其數(shù)量日益增多，規(guī)模不斷擴大，因此對膜生物反應(yīng)器的進(jìn)一步研究，對緩解我國日益嚴(yán)重的水環(huán)境污染狀況將具有十分重要的意義。
MBR工藝的類型及特點
MBR工藝的分類
膜生物反應(yīng)器主要由膜組件、泵和生物反應(yīng)器三部分組成。根據(jù)膜組件在膜生物反應(yīng)器中所起的作用的不同，膜生物反應(yīng)器可以分為三種類型：（1）分離膜生物反應(yīng)器（2）無泡曝氣膜生物反應(yīng)器（3）萃取膜生物反應(yīng)器（EMBR－Extractive Membrane Bioreactor）。目前我們通常所說的MBR就是這三種類型的總稱，其中BSMBR是目前研究和應(yīng)用為廣泛的膜生物反應(yīng)器，通常在無特殊說明的情況下，稱之為MBR。膜生物反應(yīng)器中所使用的膜組件相當(dāng)于傳統(tǒng)生物處理系統(tǒng)中的二沉池，主要工程是進(jìn)行固液分離，截留的污泥回流至生物反應(yīng)器，透過水外排。
MABR則是采用致密膜或微孔膜為氧傳遞介質(zhì)或生物膜載體，對生物反應(yīng)器進(jìn)行無泡供氧，可實現(xiàn)對氧的利用。EMBR則是采用萃取膜將廢水中有害、有毒或溶解性差的物質(zhì)進(jìn)行萃取后，采用專性菌對其進(jìn)行單獨的生物化學(xué) 處理，從而使專性菌不受廢水中離子強度和pH的影響，優(yōu)化了生物反應(yīng)器的功能。
MBR工藝的特點
MBR工藝采用膜組件代替?zhèn)鹘y(tǒng)活性污泥工藝中的二沉池，實現(xiàn)了的固液分離，克服了傳統(tǒng)活性污泥工藝水質(zhì)波動及不夠理想、易發(fā)生污泥膨脹等問題；與傳統(tǒng)活性污泥工藝及許多其他的廢水生物處理工藝相比較，MBR工藝因其以具有特殊性能的膜作為泥水分離和澄清出水的介質(zhì)，而具有其他生物處理工藝*的明顯優(yōu)勢，主要是以下幾點：
（1）出水水質(zhì)良好。由于膜反應(yīng)器能夠地進(jìn)行固液分離, 分離效果遠(yuǎn)好于傳統(tǒng)的沉淀池, 出水懸浮物和濁度接近于零，可直接回用，實現(xiàn)了污水資源化。
（2）使運行控制更加靈活穩(wěn)定。由于膜的截流作用，使微生物*截留在反應(yīng)器內(nèi)，實現(xiàn)了反應(yīng)器水力停留時間(HRT)和污泥齡(SRT)的*分離。
（3）反應(yīng)器內(nèi)的微生物濃度高，耐沖擊負(fù)荷。
（4）泥齡長。膜分離使污水中的大分子難降解成分，在體積有限的生物反應(yīng)器內(nèi)有足夠的停留時間，大大提高了難降解有機物的降解效率，反應(yīng)器在高容積負(fù)荷、低污泥負(fù)荷、長泥齡下運行，基本無剩余污泥排放。
（5）占地面積小，工藝設(shè)備集中，系統(tǒng)采用PLC控制，可實現(xiàn)全程自動化控制。
MBR工藝的應(yīng)用
MBR工藝早主要用于微生物發(fā)酵工業(yè)，在污水處理領(lǐng)域中的應(yīng)用研究始于60年代的美國。進(jìn)入21世紀(jì)，國內(nèi)外對膜生物反應(yīng)器的研究有了較大的進(jìn)展，并逐漸進(jìn)入中試和生產(chǎn)性應(yīng)用研究階段。MBR工藝具有常規(guī)污水生化處理所*的優(yōu)勢，因此在城市污水處理與回用、中水回用、生活污水以及高濃度工業(yè)廢水等處理中得到了廣泛的應(yīng)用。
MBR工藝因其占地面積小、生化效率高、出水水質(zhì)好等優(yōu)點已被國內(nèi)外水處理領(lǐng)域所認(rèn)可。隨著水資源短缺局勢的日益嚴(yán)峻及膜生產(chǎn)技術(shù)的不斷更新發(fā)展,MBR在水處理領(lǐng)域中逐漸得到了較為廣泛的應(yīng)用, 其數(shù)量日益增多, 規(guī)模也不斷擴大。
什么是厭氧反應(yīng)器酸化？
一般來說，對于以產(chǎn)甲烷為主要目的的厭氧過程要求pH值在6.5~8.0之間，廢水堿度偏低或運行負(fù)荷過高時，會引起反應(yīng)器內(nèi)揮發(fā)酸積累，導(dǎo)致產(chǎn)甲烷菌活力喪失而產(chǎn)酸菌大量繁殖，持續(xù)過久時，會導(dǎo)致產(chǎn)甲烷菌活力喪失殆盡而產(chǎn)乙酸菌大量繁殖，引起反應(yīng)器系統(tǒng)的“酸化”。嚴(yán)重酸化發(fā)生后，反應(yīng)器難以恢復(fù)至原有狀態(tài)。
厭氧消化作用失去平衡時會顯示出如下“癥狀”：①沼氣產(chǎn)量下降;②沼氣中甲烷含量降低;③消化液VFA增高;④有機物去除率下降;⑤消化液pH值下降;⑥碳酸鹽堿度與總堿度之間的差值明顯增加;⑦洗出的顆粒污泥顏色變淺沒有光澤;⑧反應(yīng)器出水產(chǎn)生明顯異味;⑨ORP(氧化還原電位)值上升等。
厭氧反應(yīng)器酸化如何處理？
一旦發(fā)生厭氧反應(yīng)器酸化，不論什么原因，都需要迅速扭轉(zhuǎn)這種趨勢，應(yīng)當(dāng)采取如下兩種應(yīng)急措施。
大幅降低運行負(fù)荷
盡量多降低負(fù)荷，可以降低至50%，甚至?xí)和Ｌ幚韽U水。同時，若厭氧反應(yīng)器設(shè)有外循環(huán)管路，則通過循環(huán)泵打循環(huán)，直至VFA恢復(fù)正常。
MBR膜一體化污水處理裝置采取多種手段，避免出水PH值降低到正常范圍（6.5）以下
若厭氧反應(yīng)器出水pH值降至6.5以下甚至更低，則須適當(dāng)提高反應(yīng)器進(jìn)水的pH值，以維持反應(yīng)器內(nèi)合適的pH環(huán)境。（進(jìn)水pH值提高的幅度視反應(yīng)器內(nèi)pH值下降的程度而定，有時可以將進(jìn)水的pH值調(diào)整至8.0以上甚至9.0以上。）
當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)的pH值降低到5.0以下，說明反應(yīng)器酸化已經(jīng)非常嚴(yán)重了。這時，可以用清水置換厭氧反應(yīng)器內(nèi)的廢水，將反應(yīng)器內(nèi)的VFA濃度迅速降低，同時盡快恢復(fù)反應(yīng)器內(nèi)正常的pH環(huán)境。
通過以上兩個措施，如果反應(yīng)器酸化的原因僅僅是超負(fù)荷，只要沒有嚴(yán)重到致使厭氧污泥大量流失，在24小時至數(shù)天內(nèi)，反應(yīng)器中的VFA會下降到200mg/l以下，pH值會恢復(fù)至正常的水平。即使由于酸化程度過于嚴(yán)重或者由于其他原因?qū)е路磻?yīng)器不能*恢復(fù)，也可以使酸化程度得到緩解，為后續(xù)查明原因并采取進(jìn)一步的應(yīng)對措施贏得時間。
當(dāng)反應(yīng)器的酸化被遏制后，可以進(jìn)行低負(fù)荷運行，然后根據(jù)運行情況逐步增加負(fù)荷直至反應(yīng)器的運行負(fù)荷和效率恢復(fù)到酸化前的正常水平。
什么是厭氧顆粒污泥鈣化？
在厭氧反應(yīng)器運行中，如果廢水中鈣離子的濃度較高，在顆粒污泥表面就會形成灰白色的“鈣層”，長期運行下去會導(dǎo)致顆粒污泥成空心狀，且用手觸摸顆粒污泥，有小石子樣的觸感，這就叫做厭氧顆粒污泥鈣化。顆粒污泥鈣化會降低污泥的活性，從而進(jìn)一步導(dǎo)致厭氧反應(yīng)器處理效率降低。
厭氧反應(yīng)器鈣化如何處理？
在厭氧反應(yīng)器中，鈣鹽沉淀可以引發(fā)嚴(yán)重的運行問題，因此必須防止鈣鹽沉淀發(fā)生或者在項目設(shè)計階段就考慮解決的辦法。一些反應(yīng)器，如UASB極有可能在反應(yīng)器表面和底部沉積令人煩惱的硬垢。因為鈣鹽沉淀形成后實際上不可能被除掉，所以為了順利運行，防止鈣鹽積累是解決問題的途徑。
例如牛奶廢水中，鈣離子可以隨廢水進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器，或者通過補充堿度進(jìn)入（例如用石灰）。高濃度的碳酸氫鹽和磷都有利于鈣的沉淀，如果在設(shè)計中未考慮定期清除硬垢的話，鈣沉淀積累得太多，會導(dǎo)致厭氧反應(yīng)器的工作容積大為減少，從而對工藝運行造成不利的影響。
如果廢水中含鈣離子，則需要增加預(yù)處理單元，或在設(shè)計中就考慮到清除鈣沉淀的措施。在預(yù)處理段可考慮使用溶解性更好的堿性物質(zhì)，如碳酸鈉去除鈣離子，而避免使用石灰，因為高的堿度值有利于鈣離子的沉淀，石灰投加后，在廢水中所增加的有效堿度不及投加碳酸鈉明顯，所以避免使用石灰。
