MBR在污水處理與回用工藝中的應(yīng)用.

1、比(見4式和5式,也可減少供氧50%,還不用投加碳源。NH+4+115O步NO -2+H2O+2H+(4 NO-2+015CH3O&015N2+015C O2+OH -+ 015H2O(5 SH ARON2ANAM MOX 工藝問世僅只幾年時間，目前只有荷蘭的D okhaven污水廠用之處理其泥區(qū)廢水，規(guī)模為600m3n d,還有2個使用此工藝的污水 廠也正在籌建中。無論是宏觀方面還是微觀方面，對它的研究均還不夠深入。此工藝雖然尚不夠成熟，但因有可持續(xù)性，故有良好的發(fā)展前景。最后需要說明的是過去對于厭氧和缺氧過程的區(qū)別不嚴格，常將缺氧歸入?yún)捬?范疇，即只要沒有溶解氧存在即認為是厭氧。實際上將

2、ANAM MOX稱為ANOXIC AM MONI UM OXIDATION 或缺氧氨氧化可能更為貼切。因為雖然沒有溶解氧 ， 但有分子結(jié)合態(tài)氧NO-2的存在。參考文獻1 M ike S.M .J ette n,T owards a M ore Susta in able Mun icipal W astewater T reat2 ment System,W at.Sci.T ech1997.5(9:171180.2 C.Hellinga,M odel based Design of a N ovel Process for Nitrogen Rem oval from C oncentrat

3、ed Flows,M athematical and C om puter M odelling of Dynam i2 cal systems,1999.5(4:351371.第一作者 汪慧貞，女,1944年生,1966年畢業(yè)于同濟大學(xué)，1981年獲碩士學(xué)位，教 授。主要從事水污染控制、污水除磷脫氮、生物處理數(shù)學(xué)模型的教學(xué)和科研工作。1999-07-08 收稿MBR在污水處理與回用工藝中的應(yīng)用張軍 呂偉婭(南京建筑工程學(xué)院城建系，南京210009聶梅生（建設(shè)部住宅產(chǎn)業(yè)化辦公室，北京100835王寶貞（哈爾濱工業(yè)大學(xué)市政環(huán)境工程學(xué)院，哈爾濱150090摘要 M BR是將生物處理與膜分離技術(shù)相結(jié)

4、合而成的一種高效污水處理新工 藝。國內(nèi)外MBR工藝在城市污水處理、中水回用、高濃度生活污水處理以及垃圾 滲濾液處理等方面的應(yīng)用實踐經(jīng)驗表明,M BR工藝具有常規(guī)污水處理工藝無法比擬 的優(yōu)勢，其在污水處理與回用事業(yè)中的應(yīng)用前景非常廣闊。關(guān)鍵詞 膜生物反應(yīng)器 M BR 污水處理 污水回用1 MBR工藝概述膜生物反應(yīng)器（Membrane Bio2reactor簡稱M BR是將生物降解作用與膜的高效 分離技術(shù)結(jié)合而成的一種新型高效的污水處理與回用工藝。 M BR工藝一般由膜分 離組件和生物反應(yīng)器2部分組成。根據(jù)膜組件的設(shè)置位置不同，分為分置式（a和一 體式（b2大類,其工藝組成如附圖。最先出現(xiàn)的是分置

5、式M BR,生物反應(yīng)器內(nèi)的混合液經(jīng)工藝泵增壓后進入膜組件 在壓力作用下混合液中的水透過膜成為處理出水，其余物質(zhì)被膜截留并隨濃縮液回 流到反應(yīng)器內(nèi)。為了減緩膜污染和減少膜更換、清洗次數(shù) ，IW20IOuni Acttlmuc Jcumal Elec&onK PuNshrng Hmk. All riMi mcnedL hllpJAiiww-ciikLnct.99需將混合液用工藝泵以較高的流附圖 M BR工藝組成示意圖速（36mns壓入膜組件，在膜表面形成錯流沖刷。因此,分置式M BR有時也稱為錯流式（cross2flow M BR。工藝循環(huán)泵的使用導(dǎo)致系統(tǒng)能耗的增加根據(jù)環(huán)境工程2001年10月第1

6、9卷第5期9膜的孔徑不同，每1m3出水的能耗為210kW? h1。有研究者認為，在分置式 M BR系統(tǒng)中，高膜面流速產(chǎn)生的高剪切力作用使污泥絮體的平均尺寸較小，有利于傳質(zhì)過程的進行。也有研究者認為高剪切力會破壞活性污泥絮體并會導(dǎo)致某些微生 物菌種失去活性2,從而影響了 M BR的生物處理效果?？傮w上講，分置式M BR具 有運行穩(wěn)定可靠、易于操作管理、膜的清洗更換和增設(shè)容易等優(yōu)點。一體式M BR工藝是將膜組件直接安置在生物反應(yīng)器中，通過工藝泵的負壓抽 吸作用得到膜過濾出水。由于膜浸沒在反應(yīng)器的混合液中，因此也稱為浸沒式 (Immersed或淹沒式(Submerged簡稱S M BR。一體式M B

7、R常用的膜組件有平板 膜和中空纖維超濾膜，主要靠空氣和水流的擾動來減緩膜污染。為了有效地防止膜 污染,有時在反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置中空軸，通過中空軸的旋轉(zhuǎn)使安裝在軸上的膜也隨之轉(zhuǎn)動，形成錯流過濾。同分置式相比，一體式M BR具有工藝簡單和運行費用低的優(yōu)點，出 水工藝泵的能耗為012 014kW? hnm31僅為分置式的in 10但一體式M BR在 運行穩(wěn)定性、操作管理和膜的清洗更換方面不及分置式。2 MBR工藝的應(yīng)用M BR最先用于微生物發(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。進入21世紀，國內(nèi)外對膜生物反應(yīng)器的研究有了較大的進展，并逐漸進入中試 和生產(chǎn)性應(yīng)用研究階段。M BR工藝具

8、有常規(guī)污水生化處理無法比擬的優(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。211 M BR在城市污水處理中的應(yīng)用法國的1座900m3Id的小型城市污水處理廠，采用傳統(tǒng)的活性污泥法進行處 理。由于出水水質(zhì)不符合新的標(biāo)準(zhǔn)，該污水廠對原有工藝進行改造，采用S M BR工 藝，以提高出水水質(zhì)。將容積為320m3的曝氣池改為生物反應(yīng)器，內(nèi)置體積8m3的膜 組件，組成S M BR工藝。原來的貯泥池改為缺氧池進行脫氮，而二沉池改為剩余污 泥池。改建后對C ODCr和TK N的去除率分別為96%和95%,糞便大腸菌降低了 6個數(shù)量級，出水水質(zhì) 完全滿足新標(biāo)準(zhǔn)

9、的要求。法國的另外1座450mnd的城市污水處理廠，將體積8m3的膜組件置于二沉池 中，改建成活性污泥-膜分離組合工藝，其余設(shè)備不動，在保持相同出水水質(zhì)的情況下, 處理規(guī)模增大了 1倍，為900m3!d。曝氣池中的M LSS由原來的4gnL增加到 15gn L,BOD5容積負荷由 013增至 016kg n m? d,F nM 由 0107 降至 01004kg n (kg d。212 M BR在中水回用系統(tǒng)中的應(yīng)用開發(fā)中水系統(tǒng)的主要目的是將建筑生活污水進行適當(dāng)?shù)奶幚砗?，作為沖廁、洗車、空調(diào)冷卻水和綠化等用水加以回用。由于受使用目的和城市建筑的限制，要求中水回用水的水質(zhì)良好，不會產(chǎn)生衛(wèi)生問題，

10、感官 性狀佳，同時還要求處理流程簡單、占地少、運行穩(wěn)定、易于管理且適應(yīng)性強。MBR工藝具備了上述特點，因此80年代后在日本等國得到了廣泛應(yīng)用。日本某公司 對M BR工藝的污水處理效果進行了全面研究，結(jié)果表明活性污泥-平板膜組合工藝 不僅可以咼效去除BOD5和C ODCr，且出水中不含細菌，可直接作為中水回用3,目前,日本已有近100處高樓的中 水回用系統(tǒng)采用MBR處理工藝。表1為日本某大樓的活性污泥-平板膜M BR組 合工藝的設(shè)計參數(shù)，表2列出了其處理效果。表1日本的活性污泥-平板膜MBR組合工藝的設(shè)計參數(shù)膜分 離曝 氣池膜材質(zhì)聚丙烯腈 M LSSImg? L-1600010000截留分子量2

11、0000HRn h115操作壓力 n MPa11962194負荷 n kg? (kg? d-1012013膜面流速 nm? s-12215BOD5去除率%9599表2日本的活性污泥-平板膜M BR組合工藝的處理效果項目原水出水項目原水出水C OD Mnn mg? L-11302501014SSn mg L-181310 未檢出 BODn mg? L- 133071015色度 n度 244838T N n mg? L-14312619M BASn mg? L-1511911016018 TP n n?gL-1313016 大腸桿菌數(shù)n個？ m L-1-未檢出213 M BR在高濃度生活污水處理中

12、的應(yīng)用日本采用M BR工藝進行糞便污水處理已有十幾年的歷史。糞便污水中有機物含量很高,BOD5常達10000mn L,采用常規(guī)生化處理必須先將污水進行稀釋。M BR工藝使糞便污水不經(jīng)稀釋直接進行處理成為可能，并取得了前所未有的處理效果。日本開發(fā)了各種應(yīng)用膜分離技術(shù)的糞便污水處理工藝，其核心是超濾膜組件與高濃度的活性 污泥法組合的M BR技01環(huán)境工程2001年10月第19卷第5期術(shù)。如日本山梨縣處理規(guī)模為 40mnd的M BR糞便污水處理廠,于1989年元 月開始投產(chǎn)運行。該廠的主要處理流程為：活性污泥一膜分離組合工藝一混凝一膜 分離組合工藝活性炭吸附出水。第一段膜每隔12個月用200mgiL

13、的次氯酸 鈉沖洗1次,第二段膜每隔2周用500mgiL的溴酸沖洗1次。膜裝置已運行2a沒 有換膜，表3為所用膜組件及操作條件。表4為其實際運行效果。目前,M BR糞便 污水處理工藝已在日本等國得到了廣泛應(yīng)用。表3日本某MBR污水廠所用膜組件及操作條件項目第一段膜第二段膜膜型內(nèi)壓管式內(nèi)壓管式膜材質(zhì)聚烯聚砜截留分子量20000100000組件個數(shù)n個2412膜面積 n m355122716膜面流速nm? s-1310115入口壓力 n Pa4020721657845312出口壓力 nPa78453121961313溫度 nC 29392637SSn kg? m-3192658表4日本某MBR污水廠

14、的運行效果 處理流程pHB0D5!mg? L-1COD Mnmg? L-1SSnmg? L-1t n nmg? L-1TPnmg? L-1Cl nmg? L-1色度n預(yù)處理出水 71753004700670025002201900-第一段膜濾過水 7112163302290151400-第二段膜濾過水 4161672130112000-活性炭處理水 51011131*1214 M BR在其它廢水處理中的應(yīng)用M BR在處理垃圾滲濾液和其它高濃度有機廢水方面已有一些應(yīng)用實例。南非 的R oss等人利用膜厭氧生物反應(yīng)器對玉米加工廢水進行了15個月的生產(chǎn)性試驗，結(jié)果表明C ODCr的去除率達97%4。

15、Li等在35 E條件下進行了膜厭氧生物反應(yīng)器處理C OD Cr濃度高達2500060000mgnL d的奶酪廢水的生產(chǎn)性試驗,C ODCr的去除率達95%99%。日本通產(chǎn)省的“Aqua Renaissance9大型M BR污水再生利用項目規(guī)劃6,耗資 118億日元，歷時6a于1990年底完成。該項目規(guī)劃的主要內(nèi)容是開發(fā)高效節(jié)能的厭 氧M BR工藝。1987年開始對酒精發(fā)酵廢水、淀粉加工廢水、油脂廢水、蛋白工 廠廢水、大規(guī)模城市污水、規(guī)模城市污水及糞便污水等7種廢水進行了小試研究,1988年進行了中間評價，隨后進行了處理規(guī)模為240m3Id的低濃度有機廢水和 50m3nd的高濃度有機廢水的生產(chǎn)性

16、試驗。3結(jié)語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，從而達到較高的去除效果。高生物量濃度使M BR工藝能以緊湊的系統(tǒng)獲得較高的有機物去除率。膜生物反應(yīng)器(M BR有效克服了與污泥沉降性能有關(guān)的限 制,并起到了取代二沉池的作用，同時還能達到澄清和除菌的目的。對于已建成的污 水處理廠，若改用M BR工藝，在不增加反應(yīng)器容積的情況下，可使處理水量大大提 高。MBR工藝具有出水水質(zhì)優(yōu)、占地少、易于實現(xiàn)自動控制等許多常規(guī)工藝無法 比擬的優(yōu)勢，其在污水處理與回用事業(yè)中所起的作用也越來越大，并具有非常廣闊的應(yīng)用前景。參考文獻1 CAo t R.et al.lmmersed

17、 membranes activated sludge process applied to thetreatme nt of mun icipal wastewater.W at Sci T ech.1998.38(4n 5:437 442.2 Sey field C F.a nd Brockma n M F.M embra nes in wastewater treatme nt bio2 logical aspect of the separation of biomass with a m icrofiltration unit.T oron2to,On tario,Ca nada.N

18、ew and Emergi ng En viro nmen tal T ech no logies and Products for W astewater T reatme nt and S torm water C ollecti on ,1995.5: 47.3黃霞等，膜生物反應(yīng)器廢水處理工藝的研究進展.環(huán)境科學(xué)研究， 1998.11(1:4044.4 R oss W R.et al.Practical applicati on of the ADUF process to the full2 scale.treatme nt of a maize2process ing efflue

19、nt W at Sci T ech.1992.25(10:2739.5 Li A Y.a nd C orrado J.Proc Ind W aste C on f.1985.40:399.6 K imura S.Japan s Aqua Renaissanee 90Project.W at Sci T ech.1991.239:15731582.第一作者 張軍，女,1967年5月生。2000年6月畢業(yè)于哈爾濱工業(yè)大學(xué)市政環(huán) 境工程學(xué)院，工學(xué)博士 ,現(xiàn)在南京建筑工程學(xué)院城建系從事水污染控制與污水資源化 等領(lǐng)域的教學(xué)和研究工作。2001-02-20 收稿11環(huán)境工程2001年10月第19卷第5期A

20、 NEW PROCESS OF DENITRIFICATION BY SHARON 2ANAMMOX Wang Huizhe n et al (7Abstract A new process of denitrification by single reactor for high amm onium rem oval over n itrite 2an aerobic amm o 2nium oxidati on (SH ARON 2ANAM MOX is in troduced in this paper.The mecha nism ,en vir onmen tal dema nds

21、and susta in able sig nifica nee of the process are als o an alysed.K eyw ordsn itroge n rem oval over nitrite ,an aerobic amm onium oxidati on andden itrificati onPRACTICA L APPLICATION OF MBR I N WASTEWATER TREATMENTAND REUSE Zha ng Jun et al (9Abstract The membra ne bioreactor is a new efficie nt

22、 wastewater treatme nt tech no logy developed rece ntly which com 2bined biological treatme nt with membra ne separati on processes.Practical applicati ons of M BR in mun icipal wastewater treat 2me nt ,buildi ng domestic wastewater reuse ,high concen trati on domestic wastewater treatment ,and the

23、treatment of s olid waste Iandfill leachate both at home and abroad were introduced in this paper.It was proved by many practical experiences that M BR process possesses many adva ntages that the convenional method cannot match.M BR process has a broad applicati on prospect for wastewater treatme nt

24、 and reuse.K eyw ordsmembra ne bioreactor ,M BR ,wastewater treatme nt and wastewaterreuseSTUDY ON K I NETICS MODE L OF SI N G LE 2ST AGE BIOLO GICA LDENITRIFICATION WITH I M 2MOBI LIZED CE LLS Cao Guomin et al (12 AbstractThe nitrifying bacteria and denitrifying bacteria were imm obilized with poly

25、vinyl alcohol (PVA by iterative freez ing and thaw in g.The kin etic m odel of sin gle 2stage biological denitrification by imm obilized cells in a bubble 2column bioreactor was studied.The results showed that the effect of internal diffusi on on the overall rate could be n eglected ,and the limit i

26、ng rate process was chemical reacti on. The react ion kin etics of imm obilized cells could be expressed as M onod equation and its kinetics constants ,k s and v max ,were 303.0mg n L and 0.096mg? sn(lpectively.A g ood agreement was observed betwee n the predicted den itrificatio n rate and the expr

27、erime ntal one.K eyw ordsbiode nitrificati on ,imm obilized cell and kin etics m odelTREATMENT OF WASTEWATER OF PRI NTI N G I NKAND ADHESI VE BYCOAG ULATI VE F LOA 2T ATION 2MICRO E LECTROLYSIS 2SBR PROCESSLiu Lin et al (16 AbstractAn engin eeri ng exam pie of treati ng the wastewater of printing ink and adhesive from the product ion of pa 2perboard box by coagulative floatati on 2microelectrolysis 2S BR process is in troduced in this paper.The wastewater treated with this proce