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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用-生物反应器污水处理与回用技术的讨论与应用论文上传： jamesli 论文作者：黄霞您是本文第 238位读者短缺问题,开发新的可利用水源是世界各国普遍关注的课题；世界上不少缺水国家把污水再生利用作为解决水资源短缺的重要战略之一；这不仅可以排除 与回用技术的讨论对于推动污水资源化的进程具有特别重要的意义；1. 前言随着全球范畴经济的快速进展和人口的膨胀,水资源短缺已成为全球人类共同面临的严肃挑战；为解决困扰人类发 展的水资源短缺问题,开发新的可利用水源是世界各国普遍关注的课题；世界上不少缺水国家把污水再生利用作为解决 水
2、资源短缺的重要战略之一；这不仅可以排除污水对水环境的污染,而且可以削减新奇水的使用,缓解需水和供水之间 的冲突,给工农业生产的进展供应新的水源,取得显著的环境、经济和社会效益；开展新型高效污水处理与回用技术的 讨论对于推动污水资源化的进程具有特别重要的意义；膜- 生物反应器是近年新开发的污水处理与回用技术；该技术由于具有诸多传统污水处理工艺所无法比拟的优点,在世界范畴受到普遍关注；本文将对近年来膜 2. 膜- 生物反应器的技术原理与特点- 生物反应器污水处理与回用技术的讨论与应用进行介绍；在膜 - 生物反应器中,由于用膜组件代替传统活性污泥工艺中的二沉池,可以进行高效的固液分别,克服了传统活
3、性污泥工艺中出水水质不够稳固、污泥简单膨胀等不足,从而具有以下优点 1 ：1 能高效地进行固液分别,出水水质良好且稳固,可以直接回用；2 由于膜的高效截留作用,可使微生物完全截留在生物反应器内,实现反应器水力停留时间 HRT）和污泥龄 生物反应器内能维护高浓度的微生物量,处理装置容积负荷高,占地面积省；4 有利于增殖缓慢的微生物如硝化细菌的截留和生长,系统硝化效率得以提高；也可增长一些难降解有机物在系1 / 8 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用统中的水力停留时间,有效地将分解难降解有机物的
4、微生物滞留在反应器内,有利于难降解有机物降解效率的提高；5 膜- 生物反应器一般都在高容积负荷、低污泥负荷下运行,剩余污泥产量低,降低了污泥处理费用；6 易于实现自动掌握,操作治理便利；但膜 - 生物反应器也存在一些不足：1 在运行过程中,膜易受到污染,产水量降低,给操作治理也带来不便；这是目前广大讨论者致力改进的问题；2 膜的制造成本较高；但随着膜制造技术的不断进步,其成本可望降低；2,33. 膜- 生物反应器的进展概述膜- 生物反应器的最早讨论可以追溯到上世纪 60 岁月末期的美国；1969 年 Smith 等报道采纳超滤膜来替代传统活性污泥工艺中的二沉池,用于处理城市污水；在另一早期的报
5、道中,Hardt 等采纳死端过滤的超滤膜与 10L 的好氧反应器组合处理人工配制的污水,获得了 COD去除率达 98%的处理成效,污泥浓度与传统活性污泥法相比,有大幅度增加；美国的 Dorr-Oliver 公司在 1966 年前后也开头了膜-生物反应器的讨论,开发了 MSTMembrane Sewage Treatment）的工艺；这一时期,讨论的重点在于开发适合高浓度活性污泥的膜分别装置；但由于受当时的膜生产技术所限,膜的使用寿命短、通量小,加之当时对处理排放出水水质要求不严,使这项技术在相当长一段时间仅停留在试验室讨论规模,未能投入实际应用；70 岁月末期,日本由于污水再生利用的需要,膜-
6、 生物反应器的讨论工作有了较快的进展；自 1983 年到 1987 年日本有 13 家公司使用好氧膜- 生物反应器处理大楼污水,处理水作为中水回用；1985 日本建设省牵头组织了“ 水综合再生利用系统 90 岁月方案” ,其内容涉及到新型膜材料的开发、膜分别装置的构造设计和膜- 生物反应器运行系统的研究；通过产、学、研的结合,把膜- 生物反应器的讨论在处理对象、规模和深度上都大大推动了一步；这一阶段的膜- 生物反应器的型式主要是分置式；另一方面,加拿大 Zenon 公司推出了该公司的分置式膜- 生物反应器,用于生活污水的好氧处理；从 80 岁月后期到90 岁月初, Zenon 公司连续 Dor
7、r-Oliver 公司的早期讨论,以开发用于处理工业废水的系统并获得了胜利；Zenon 公司的商业化产品,ZenoGem于 1982 年投入使用；有关膜技术与厌氧反应器的组合使用在 80 岁月初也受到关注；1982 年 Dorr-Oliver 公司开发了 MARS工艺 Membrane Anaerobic Reactor System）用于处理高浓度有机工业废水；同时 80 岁月初,在英国也开发了类同的工艺；该工艺在南非进一步进展成为 ADUF工艺 Anaerobic Digester Ultrafiltration Process）；80 岁月末以后,国际上对膜-生物反应器的讨论更是方兴未艾
8、,讨论内容更加全面,深度和广度不断加强；在传统分置式膜 - 生物反应器的基础上,提出了运行能耗低、占地更为紧凑的一体式膜- 生物反应器 4 ；有关膜 - 生物反应器运行条件的优化和膜污染机理及其掌握计策方面的讨论也特别活跃；这为膜-生物反应器的广泛推广应用奠定了基础；目前,膜 - 生物反应器在日本、美国、法国、英国、荷兰、德国、南非、澳大利亚等国已得到相当多的应用；主要应用对 象包括：生活污水的处理与回用、粪便污水处理、有机工业废水处理等；我国对膜 - 生物反应器的讨论始于上世纪90 岁月初；最早开头讨论的有清华高校、中国科学院生态环境讨论中心、天津高校、同济高校等；近年,由于该项技术所具有的
9、庞大吸引力和潜在的应用前景,受到了更多讨论者的青睐；很多2 / 8 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用高校、讨论所、环保公司也加入到了此项技术的讨论开发中；从国内专业杂志发表的论文篇数来看,近几年增加很快,从 1998 年的 9 篇增加到 2002 年的 60 余篇；目前国内从事膜 4. 膜- 生物反应器对污染物的处理成效 4.1 有机污染物处理成效-生物反应器开发应用的公司也有十余家；很多讨论者都证明膜- 生物反应器能够有效地去除有机污染物并获得良好的出水水质；早在上世纪 80 岁月日本的
10、三井石化公司采纳好氧膜-生物反应器处理大楼生活污水,在进水 BOD 5为 330710mg/L 时,出水 BOD 5 仅为 15mg/L,BOD去除率可达 99%以上；膜出水可以作为楼房中水道用水、草地喷水和汽车冲洗水等使用,达到了污水再生利用的目的；邢传宏 5 采纳分置式好氧膜- 生物反应器对城市污水的处理进行了试验讨论；在该系统中,采纳管状陶瓷膜,切割分子量为 3000,000 ；系统表现出稳固的有机物去除率,即使进水COD在 100-800mg/L ,NH4 +-N 在 10-40mg/L 大幅度变化的情形下, COD和 NH4+-N 去除率分别可达96%和 95%以上,出水COD均小于
11、 20mg/L；其它水质监测指标及与建设部杂用水水质标准的比较见表1；表 1 MBR处理城市污水出水与建设部杂用水标准CJ25.1-89 ）的比较嗅项 目 50 50 悬浮物 mg/L 无无不快感10 5 氨氮 mg/L 未检出3 3 pH 8.2 6.5 9.0 6.5 9.0 色度 度）2.5 30 30 浊度 NTU）2 10 5 无不快感无不快感在膜 - 生物反应器中污染物去除率很高的缘由在于：1）膜的分别作用维护了高浓度的生物量,促进了生物降解作用； 2）膜分别本身对悬浮物COD和大分子溶解性有机物也有进一步的截留成效；对于COD的去除,由膜截留作用的贡献率在 10-20%左右；膜-
12、 生物反应器良好及稳固的出水水质仍有赖于膜表面形成的凝胶层的分别截留作用；很多讨论者发觉膜- 生物反应器在运行一小段时间后,一些大分子的微生物产物便会附着于膜的表面形成一层动态过滤膜,也称为凝胶层；这层凝胶层也能起到过滤膜的作用,且由于其截留作用大于膜本身,从而有助于提高出水水质 6 ；有关操作条件对膜-生物反应器处理成效的影响也有很多报道；讨论说明,变化 HRT从 2h 变化到 24h）和 SRT从3 / 8 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用5d 到 1300d基本上不排泥）,对污染物的
13、去除没有明显影响；表 2 列出了好氧膜 -生物反应器处理城市和工业废水的成效和运行条件；表 2 好氧膜 - 生物反应器处理城市和工业废水的成效和运行条件项 目城市 44.2-800 1333-68000 COD去除率 % 90-98 90-99.8 污泥浓度 g/L 10-20, 最高 50 20-40 ,大部分 40 容积负荷 kg-COD/m3d 1.2-5.78 0.25-16 污泥负荷 kg-COD/kg-VSSd 0.03-0.55 0.012-2.72 污泥产率 kg-MLSS/kg-COD 0-0.34 0.05-0.35 水力停留时间 h 2-24 14-389 污泥龄 d 5
14、- 6.2-600 4.2 氮磷去除成效 在膜 - 生物反应器中,由于膜分别对硝化细菌的高效截留作用,生物反应器内可以维护高浓度的硝化细菌；因此通常膜 - 生物反应器可以获得特别高的硝化成效,氨氮去除率可以达到器中也能获得很好的TN去除率；如Suwa利用间歇曝气,在分置式膜95%以上；通过调整适当的操作方式,膜- 生物反应- 生物反应器中获得了 0.0074 g-N /g-VSS d-1 的反硝化成效； Chiemchaisri 采纳同样的运行方式,脱氮率达 92.6%；有讨论认为,在膜- 生物反应器内掌握 DO的条件下,可以发生同步硝化 / 反硝化反应；关于膜 - 生物反应器对磷的去除也有相
15、当报道,去除范畴在 11.9%到 75%不等；单独的同化作用好像不能说明膜- 生物反应器中磷的全部去除；其机理有待于进一步讨论；通过与化学除磷法相结合,可以保证系统出水达到相应的标准值以下；4.3 难降解有机物处理成效采纳膜 - 生物反应器处理含难降解有机物废水,可以强化系统对难降解有机物的处理成效,提高系统对冲击负荷的承担才能；桂萍 7 以喹啉和 EDTA两种难降解有机物为对象,在试验室小试的基础上采纳膜- 生物反应器进行了试验研究,并在同等条件下与一般活性污泥法进行了对比；结果说明,膜- 生物反应器较一般活性污泥法,对难降解有机物的去除效率和去除负荷更高,抗进水有毒物冲击负荷才能更强,运行
16、更为稳固；刘超翔 8 开展了厌氧 / 好氧膜 - 生物反应器处理毛染废水的中试讨论,获得了比传统工艺更好的处理成效,处理出水可以达到中水回用标准；此外,也有讨论报道采纳膜 - 生物反应器处理制药废水、石化废水等,取得了良好的成效；4 / 8 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用5. 膜- 生物反应器的应用现状5.1 在国外应用情形表 3 列出了国外一些国家近年来 MBR的应用情形 13 ；在日本运行 包括在建）的膜-生物反应器占全球的 60%以上；在膜 - 生物反应器的应用中,98%以上是好氧
17、膜 - 生物反应器,其中 55%以上是一体式膜- 生物反应器；表 3 MBR的国外应用情形国家应用单位膜供应处理规模处理对象厂家 BOD 5mg/L NH4 +- N mg/L SSmg/L 进水 出水 进水 出水 进水 出水 进水 出水m 3/d 黄泔废水 17 900-12000 100 6805 10 130-180 5 5000 10 医院废水 25 48-278 25 20 0.4 10-24 1 730 10 制药废水 50 1500-4900 180 500-1633 10 257-394 15 39-47 3.5 大楼废水 200 92-108 23 27-32 8 食品废水
18、500 754 80 食品废水 125 400-1300 20 5.3 锋尚国际公寓膜- 生物反应器示范工程运行情形清华高校环境科学与工程系在国家“ 十五” 攻关的支持下,在海淀区锋尚国际公寓建立了处理规模为 240m 3/d 的膜- 生物反应器中水回用工程；目前该工程从启动已运行 3 个多月, COD,氨氮和 LAS的去除成效分别见图 1, 图 2 和图2；运行期间,系统出水平均 COD,氨氮 , LAS 和浊度的浓度分别为 17.25mg/L, 0.75 mg/L, 0.16mg/L 和 0.61mg/L ,满足中水回用标准；目前处理出水用于该住宅区的绿化用水；6 / 8 名师归纳总结 -
19、 - - - - - -第 6 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 图 1 锋尚国际公寓膜个人资料整理仅限学习使用- 生物反应器示范工程COD处理成效图 2 锋尚国际公寓膜- 生物反应器示范工程氨氮处理成效图 3 锋尚国际公寓膜- 生物反应器示范工程LAS处理成效6. 终止语膜- 生物反应器有诸多传统工艺不及的优点,在污水处理和回用中具有宽阔的应用前景；可以应用的领域包括：高 层建筑的中水回用、居住小区生活污水资源化、城市污水资源化以及有机工业废水的资源化等；目前我国在膜- 生物反 应器污水处理与回用方面的应用实例仍不太多,规模也不够大；今后应通过产、学、研的紧密合作,进一步加强讨论开 发以推动其产业化进程；7 / 8 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用申明：全部资料为本人收集整理,仅限个人学习使用,勿做商业用途；8 / 8 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 8 页