膜生物反应器的前处理与后处理极其简单,占地小,可程控化管理。MBR反应器中的有机物在MBR池内被自身分解氧化,基本不产生剩余污泥,极少需要排泥,不产生二次污染,仅需利用简单的PLC技术对水位进行自动控制、膜污染报警及开启相应反洗设施即可程控化管理。因此,一体式膜生物反应器工艺通过膜在中水处理工艺中得到广泛的应用。
技术经济可行性
在目前常见的几种中水回用处理工艺中,MBR工艺的投资较大。但从长远角度上来讲,该工艺不仅能**稳定和高质的出水,也能可以慢慢收回成本。当生物膜的研究到达新的阶段,MBR将有可能成为应用*广泛的污水处理技术。
某高校生活区,采用MBR工艺中水回用,其处理综合成本约为1 元/t。按目前中水水源数量和自来水市场水价(2.46 元/t)、全年280天,可得每年中水处理量为4.2 万t,每年减少水费10.3 万元。而水处理综合成本为4.2 万元/年,每年可节约6.1 万元。在目前学生规模状况下,建设中水回用系统,将中水应用于冲厕、绿化浇水等用途,每年可节约6.1 万元,经济效益**。从社会角度分析,中水的使用减少了优质水源的消耗,缓解了地区供水不足的矛盾,具有**的社会效益。
MBR工艺尚需解决的问题
MBR在显示出许多传统工艺无法比拟的优点时,也暴露出一些尚需改进的地方,这是研究人员关注的焦点。
(1)膜制造技术需要进步,膜质量有待提高和膜制造成本需要降低,MBR的投资也会随之降低。
(2)膜受到污染而导致膜通量的降低,如何减缓膜污染进程从而维持膜通量是应用膜工艺时所面临的一大挑战。
(3)虽然较高的污泥浓度能**减小MBR的体积,但过高的污泥浓度对于MBR正常运行是不利的,在运行MBR时应控制适当的污泥浓度。
物理杀菌方式主要有超声波与磁场组合杀菌、变频电脉冲杀菌和紫外线杀菌等。超声波与磁场组合杀菌能够自动周期性地、有规律地产生各种频率的强大直流脉冲电磁波,直接击穿细菌的细胞壁而导致细菌死亡,同时污水在这种直流脉冲电场作用下,迅速发生微弱的氧化还原反应,在阳极区附近产生一定量的氧化性物质与细菌作用,破坏了细菌正常的生理功能,使细胞膜过氧化而死亡,从而达到杀菌目的。
生化联合法
物化方法在处理高浓度氨氮废水时不会因为氨氮浓度过高而受到限制,但是不能将氨氮浓度降到足够低(如100mg/L以下)。而生物脱氮会因为高浓度游离氨或者亚硝酸盐氮而受到抑制。实际应用中采用生化联合的方法,在生物处理前先对含高浓度氨氮的废水进行物化处理。
研究采用吹脱-缺氧-好氧工艺处理含高浓度氨氮垃圾渗滤液。结果表明,吹脱条件控制在pH=95、吹脱时间为12h时,吹脱预处理可去除废水中60%以上的氨氮,再经缺氧-好氧生物处理后对氨氮(由1400mg/L降*19.4mg/L)和COD的去除率>90%。
用生物活性炭流化床处理垃圾渗滤液(COD为800~2700mg/L,氨氮为220~800mg/L)。研究结果表明,在氨氮负荷0.71kg/(m3•d)时,硝化去除率可达90%以上,COD去除率达70%,BOD全部去除。以石灰絮凝沉淀+空气吹脱做为预处理手段提高渗滤液的可生化性,在随后的好氧生化处理池中加入吸附剂(粉末状活性炭和沸石),发现吸附剂在0~5g/L时COD和氨氮的去除效率均随吸附剂浓度增加而提高。对于氨氮的去除**沸石要优于活性炭。
膜-生物反应器技术(MBR)是将膜分离技术与传统的废水生物反应器有机组合形成的一种新型高效的污水处理系统。MBR处理效率高,出水可直接回用,设备少战地面积小,剩余污泥量少。其难点在于保持膜有较大的通量和防止膜的渗漏。李红岩等利用一体化膜生物反应器进行了高浓度氨氮废水硝化特性研究。研究结果表明,当原水氨氮浓度为2000mg/L、进水氨氦的容积负荷为2.0kg/(m3•d)时,氨氮的去除率可达99%以上,系统比较稳定。反应器内活性污泥的比硝化速率在半年的时间内基本稳定在0.36/d左右。