膜生物反应器(membrane bioreactor,简称MBR)是一种高效膜分离技术与活性污泥法相结合的新型水处理技术。中空纤维膜的应用取代活性污泥法中的二沉池,进行固液分离,有效的达到了泥水分离的目的。充分利用膜的高效截留作用,能够有效地截留硝化菌,完全保留在生物反应器内,使硝化反应顺利进行,有效去除氨氮,避免污泥的流失,并且可以截留一时难于降解的大分子有机物,延长其在反应器的停留时间,使之得到最大限度的分解。
生物反应器是以微生物细胞或酶作为催化剂或可产生催化剂, 进行生化反应和转化的装置, 膜生物反应器(MBR) 则是膜与生物的结合产物, 以实现微生物发酵, 动植物细胞培养和生物催化转化等。膜生物反应器通常在常温和常压下进行生化反应, 可使产物或副产物从反应区连续地分离出来, 打破反应的平衡, 从而可大大地提高反应转化率, 增加产率或处理能力, 过程能耗低、效率高。目前, 水处理中的膜生物反应器多用于污水处理( 少量用于表面水) , 与传统的活性污泥法(CASP) 比, 由于膜反应器取代了二级澄清池, 这可使污泥停留时间(SRT) 和水力停留时间(HRT) 分别控制, 由于SRT大, 泥龄长, 污泥浓度高, 抗冲击负荷能力强, 降解速率高, 降解充分, 对难降解物质也可使之降解, 占地省, 污泥量少, 通常对COD和NH3-N的去除率在90% 以上, 处理后的水可直接作为市政用水或进一步处理作各种工业用水。
目前在水处理行业中,膜生物反应器投入大规模实际应用,膜生物反应器依据膜组件,及原理有不同的分类。下面我们就来了解一下膜生物反应器分类。
1、从整体上来讲,膜生物反应器分类有以下几种:
膜分离生物反应器:膜分离生物反应器用于污水处理中的固液分离。
膜曝气生物反应器:膜曝气生物反应器中膜被用于气体质量传递,通常是为好氧工艺供氧(通常由曝气风机供氧和机械曝气供氧二种),可以实现生物反应器的无泡曝气,大大提高反应器的传氧效率。
萃取膜生物反应器:萃取膜生物反应器主要用于工业中优先污染物的处理,选择性透过膜被用于萃取特定的污染物。
2、按照膜组件的放置方式可分为:分体式和一体式膜生物反应器
分体式膜生物反应器把生物反应器与膜组件分开放置,膜生物反应器的混合液经增压后进入膜组件,在压力作用下混合液中的液体透过膜得到系统出水,活性污泥则被截留,并随浓缩液回流到生物反应器内。
一体式系统则直接将膜组件置于反应器内,通过的抽吸得到过滤液,膜表面清洗所需的错流由空气搅动产生,设置在膜的正下方,混合液随气流向上流动,在膜表面产生剪切力,以减少膜的污染。一体式膜生物反应器工艺是污水生物处理技术与膜分离技术的有机结合。
3、按照膜生物反应器是否需氧:可分为好氧和厌氧膜生物反应器
好氧膜生物反应器一般用于城市和工业的处理,好氧MBR用于城市污水处理通常是为了使出水达到回用的目的,而用于处理工业的主要为了去除一些特别的污染物,如油脂类污染物。
厌氧膜生物发生器中,通过膜的高效截留,不仅解决了厌氧污泥容易从膜生物反应器流失导致出水水质降低的问题,同时膜分离的作用还体现在对厌氧反应器的构造与处理效果的强化方面。以UASB与膜单元相结合为例,厌氧膜生物反应器不再需要设计的三相分离器来实现固液气的分离;而对于两相厌氧MBR,由于膜分离的作用使产酸反应气中的产酸菌浓度增加,提高了水解发酵能力,同时膜将大分子有机物截留在产酸反应器中使水解发酵,因此保持较高的酸化率。厌氧膜生物反应器厂用于高浓度有机分水的处理效果,由于膜生物反应器缺少曝气,为了使厌氧污泥处于悬浮状态,处理高浓度有机的厌氧膜生物反应器均采用分体式。
实验中我们采用上海求育www.mmaan.com的HJGC-01平板膜生物反应器,它可以让我们了解生物反应器的构造及原理。测定膜生物反应器处理各种污水的效果,探索防止膜污染的方法和膜清洗的方法。
平板膜生物反应器