MBR一体化污水处理设备的核心部位是膜,由膜分离技术与生活技术有机结合的新型废水处理技术的膜生物反应器。
当生活污水或者类似于生活污水的废水进入MBR系统,A区为兼氧区、放置填料、并与污水进行充分接触、O区为好氧区,放置填料,并安装曝气头,膜池放置膜组件,使用PVDF膜将活性污泥和大分子有机物质截留住,省掉二沉池。活性污泥浓度因此大大提高,水力停留时间(HRT)和污泥停留时间(SRT)可以分别控制,而难降解的物质在反应器中不断反应、降解,进一步处理之后,被处理水可以达标排放或回用。
此外,输送到MBR系统中的空气也是处理过程中非常重要的一部分v它可以促进反应器中流体的循环流动,提高活性污泥的降解效率,还可以使中空纤维膜丝之间发生相互摩擦,清洁膜组件。
MBR一体化污水处理工艺中常用的膜组件形式有:板框式、圆管式、中空纤维式。
(1)板框式
MBR工艺最早应用的一种膜组件形式,外形类似于普通的板框式压滤机。
优点:制造组装简单,操作方便,易于维护、清洗、更换。
缺点:密封较复杂,压力损失大,装填密度小。
(2)圆管式
由膜和膜的支撑体构成,有内压型和外压型两种运行方式。实际中多采用内压型,即进水从管内流入,渗透液从管外流出。膜直径在 6~24mm 之间。
优点:料液可以控制湍流流动,不易堵塞,易清洗,压力损失小。
缺点:装填密度小。
(3)中空纤维式
组装形式如下图所示:外径一般为40~250μm,内径为25~42μm。在MBR中,常把组件直接放入反应器中,不需耐压容器,构成浸没式膜--生物反应器。一般为外压式膜组件。
优点:耐压强度高,不易变形,不需支撑材料;装填密度高;造价相对较低;寿命较长,可以采用物化性能稳定,透水率低的尼龙中空纤维膜。
缺点:对堵塞敏感,污染和浓差极化对膜的分离性能有很大影响。
MBR一体化污水处理设备领域和方向
(1)现有城市污水处理厂的更新升级,特别是出水水质难以达标或处理流量剧增而占地面积无法扩大的水厂。
(2)无排水管网系统的小区,如居民点、旅游度假区、风景区等。
(3)有污水回用需求的地区或场所,如宾馆、洗车业、客机、流动厕所等充分发挥MBR占地面积小、设备紧凑、自动控制、灵活方便的特点。
(4)高浓度、有毒、难降解工业废水处理。如造纸、制糖、酒精、皮革、合成脂肪酸等行业,是一种普遍的点源污染。 MBR 可以对这些常规处理工艺无法达标的废水进行有效的处理,并实现回用。
(5)垃圾填埋厂渗滤液的处理及回用。
(6)小规模污水厂(站)的应用。膜技术的特点十分适合处理小规模污水。
MBR膜组件设计的一般要求:
(1)对膜提供足够的机械支撑,流道通畅,没有流动死角和静水区;
(2)能耗较低,尽量减少浓差极化,提高分离效率,减轻膜污染;
(3)尽可能高的装填密度,安装,清洗、更换方便;
(4)具有足够的机械强度、化学和热稳定性。
在选用MBR一体化污水处理设备时膜组件的选用要综合考虑其成本,装填密度、应用场合、系统流程、膜污染及清洗、使用寿命等。