DF系列MBR膜生物反应器,将高效膜分离技术与活性污泥法结合,PVDF平板膜组件,产水量32-135m³/d,出水浊度小于1。
膜生物反应器(Membrane Bioreactor, MBR)是一种将高效膜分离技术与传统的完全活性污泥法相结合的新型高效污水处理工艺。它用具有精密过滤功能的膜组件代替传统活性污泥法中的二沉池,截留生物系统中的大量微生物菌群,促使系统的微生物菌群数量和生物种类大幅聚增,从而显著提高了污水处理能力和效率。
膜生物反应器(MBR)是一种将高效膜分离技术与传统的完全的活性污泥法相结合的新型高效污水处理工艺。它用膜组件代替传统活性污泥法中的二沉池,截留生物系统的大量微生物菌群,促使系统的微生物菌群数量和生物种类的聚增,提高了污水处理能力和效率,从而使系统出水水质和容积负荷都得到了大幅度的提高,出水可作为中水回用。
MBR膜生物反应器的核心技术在于膜分离与生物处理的有机结合。传统活性污泥法依赖重力沉降实现泥水分离,受限于污泥沉降性能,活性污泥浓度通常只能维持在2000-4000mg/L。而MBR工艺通过膜的物理截留作用,彻底摆脱了对污泥沉降性能的依赖,活性污泥浓度可以提高到7000-18000mg/L,是传统工艺的5倍,生化反应效率因此获得质的飞跃。同时,膜的精密截留确保了出水中几乎不含悬浮物、细菌和大分子有机物,出水水质远优于传统工艺。
膜生物反应器(Membrane Bioreactor, MBR)是一种将高效膜分离技术与传统的完全的活性污泥法相结合的新型高效污水处理工艺。它用膜组件代替传统活性污泥法中的二沉池,截留生物系统的大量微生物菌群,促使系统的微生物菌群数量和生物种类的聚增,提高了污水处理能力和效率,从而使系统出水水质和容积负荷都得到了大幅度的提高,出水可作为中水回用。
DF膜组件由膜元件箱(上部)和曝气箱(下部)两部分构成。膜元件箱内设有通过软管与集水管相连的膜元件,曝气箱内设置曝气管。每一个膜元件可以单独插入和抽出,这种模块化设计极大地便于日常维护保养和单元更换,无需停止整个系统运行即可完成膜元件的检修或更换。
MBR的核心部件是高性能的浸没式滤膜组件。由于它采用加压式的过滤方式而非负压抽吸式,运行能耗比采用加压式过滤方式的分置式滤膜组件减少70%以上,显著降低了设备的运行电费。平板膜组件结构简单,运行时在曝气气流与污水混合液的冲刷下,滤膜表面不易结垢和堵塞,确保了膜在系统中的长期稳定运行,有效延长了膜的使用寿命。
在MBR工艺中,活性污泥浓度一般控制在7000至18000mg/L,这相当于传统污泥系统污泥浓度(通常2000-4000mg/L)的五倍。更高的微生物浓度意味着单位体积内可以降解更多的有机污染物,因此MBR工艺的生化处理效率得到极大提高,同等处理能力下反应池占地面积可节约60%。
另外,在传统活性污泥工艺中,二沉池、混凝沉淀池、砂滤池等深度处理设施占据了大量的用地面积。而在MBR工艺中,由于膜组件完全代替了澄清和过滤等深度处理工艺,这些体积庞大的设备和构筑物就可以全部取消,因此进一步节约了整个污水处理厂的占地面积。综合计算,MBR工艺可以节约总占地面积50%-70%,这对于城市中心、工业园区等土地资源紧张的区域具有极大的实际应用价值。在同等处理规模下,MBR系统的占地面积仅相当于传统工艺的五分之一到三分之一。
一般来说,经过MBR工艺处理的污水浊度几乎检测不到悬浮物,浊度小于1NTU,出水清澈透明。这是因为膜的孔径通常为0.1-0.4微米,远小于细菌和悬浮颗粒的粒径,可以实现对微粒和微生物的完全截留。结合了膜分离技术的生化处理工艺,MBR产水几乎可以应用于所有非饮用型回用领域。
在实际应用中,MBR出水可用于:农业绿化灌溉、城市景观补水、锅炉补给水预处理(RO预处理)、工业工艺给水、冷却循环水补充、车辆冲洗和道路喷洒等众多回用场景。同时,MBR工艺可以有效减少病原性细菌的存在,例如大肠杆菌和隐孢子虫等,出水的卫生安全性远高于传统处理工艺。MBR出水的CODcr可低至20-30mg/L,BOD₅可低至4mg/L,NH₃-L可低至1.0-1.5mg/L,主要指标接近甚至达到地表水III类水质标准。
在污水处理过程中,通过培养微生物对污染物进行好氧氧化等生化降解,微生物氧化过程中获得的ATP(三磷酸腺苷)首先用于维持微生物的生命活性(维持代谢),然后才是用于合成细胞组分(增殖代谢)。因此,污泥减量技术的核心思路即是增加用于维持代谢的能量需求,降低用于细胞增殖的能量,从而达到污泥减量的目的。
主要的方法是通过延长污泥龄来实现减量化。当污泥龄延长时,微生物在系统中停留的时间更长,更多的能量被消耗在维持代谢上,用于细胞增殖的能量比例降低,从而实现了污泥的源头减量。MBR是最典型的延长污泥龄的工艺,由于膜的完全截留作用,系统中的污泥龄可以控制在30-60天甚至更长,远远超过传统活性污泥法的10-15天。MBR系统可强化系统内微生物的维持代谢,减少剩余污泥产量,与传统工艺相比可降低30%-50%。在某些运行条件下,甚至可实现无剩余污泥排放,从根本上解决了污泥处理处置的难题。
通过去除初沉池和澄清池等传统处理单元,MBR集成为一个紧凑的一体化工艺来运行。整个系统工艺链条大幅简化:无需污泥沉淀环节,也无需投加化学药剂(如絮凝剂和混凝剂),因此也就取消了传统情况下需要的化学药剂投加系统、储药设施和药剂管理工作。
此外,通过取消受污泥浓度和沉降性状影响较大的污泥沉淀池,可以最少化日常取样和分析化验的次数,化验室的建设投资和运行费用也相应降低。传统工艺中,污泥沉降性能的波动(如污泥膨胀)经常导致出水水质不稳定,需要操作人员频繁调整和处理。而MBR工艺由于不依赖污泥沉降,完全避免了这一问题。
总体上,MBR工艺可以有效减少日常工作量和运维复杂度,同时MBR工艺易于操作,运行极为稳定。因此很多MBR项目都是由兼职的技术服务人员通过远程监控和定期现场巡检相结合的方式进行管理,无需配备全职运维团队,大幅节约了人力成本。
| 项目 | CODcr (mg/L) | BOD₅ (mg/L) | NH₃-L (mg/L) | TP (mg/L) | TN (mg/L) | SS (mg/L) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 城市杂用水 | — | 10 | 10 | — | — | — |
| 景观环境用水 | — | 6 | 5 | 0.5 | 15 | 10 |
| 国家一级A | 50 | 10 | 5 | 0.5 | 15 | 10 |
| 地表水IV类 | 30 | 6 | 1.5 | 0.3 | 1.5 | — |
| MBR出水 | 20-30 | 4 | 1.0-1.5 | 0.1-0.3 | 3-5 | <5 |
| 地表水III类 | 20 | 4 | 1.0 | 0.2 | 1.0 | — |
从以上对比可以看出,MBR出水各项指标均大幅优于国家一级A排放标准,接近甚至达到地表水III类标准。特别是CODcr、BOD₅和NH₃-L三个关键指标,MBR出水已经达到了地表水III类的水平,充分证明了MBR工艺在深度处理方面的卓越性能。
| 型号参数项目 | DF80-100 | DF150-100 | DF150-150 |
|---|---|---|---|
| 产水量 (m³/d) | 32-48 | 60-90 | 90-135 |
| 膜元件数量 (片) | 100 | 100 | 150 |
| 膜面积 (m²) | 80 | 150 | 225 |
| 外形尺寸 LxBxH (mm) | 1600x600x1700 | 1600x630x2500 | 2350x630x2500 |
| 重量 (Kg) | 450 | 700 | 1000 |
| 框架材质 | 不锈钢 | ||
| 曝气管材质 | UPVC | ||
| 集水管材质 | UPVC | ||
| 膜材质 | PVDF(聚偏氟乙烯) | ||
| 膜孔径 | 0.1-0.4μm | ||
| 适用温度 | 5-45°C | ||
| 适用pH范围 | 2-11 | ||
以上三种型号可满足不同规模项目的需求。DF80-100适用于日处理量30-50吨的小型项目,DF150-100适用于日处理量60-90吨的中型项目,DF150-150适用于日处理量90-135吨的中大型项目。对于更大处理规模,可采用多组膜组件并联运行的方式实现。
DF系列膜组件采用浸没式过滤方式,运行能耗比传统分置式加压过滤方式减少70%以上。平板膜组件结构简单,曝气系统既为微生物提供氧气又对膜面进行冲刷,一气两用,提高了能源利用效率。日常运行中膜表面不易结垢和堵塞,清洗频率低,长期运行稳定可靠。综合计算,MBR系统的单位水量能耗约为0.4-0.8kWh/m³,在节能降耗方面具有明显优势。
DF系列膜组件采用模块化设计,每个膜元件可以单独插入和抽出,便于维护保养。日常运行中,曝气气流与污水混合冲刷膜表面,形成自清洁效果,不易结垢和堵塞。建议每3-6个月进行一次在线化学清洗(使用次氯酸钠或柠檬酸溶液),当跨膜压差(TMP)超过设定值时应及时清洗。正常维护条件下,膜组件使用寿命可达5-8年。
MBR出水水质远优于国家一级A排放标准。具体指标:浊度小于1NTU,CODcr可低至20-30mg/L,BOD₅可低至4mg/L,NH₃-L可低至1.0-1.5mg/L,TP可低至0.1-0.3mg/L。出水水质可达到地表水III类-IV类标准,广泛用于中水回用、农业灌溉、景观补水、锅炉补给水预处理、工业工艺给水等领域。
MBR膜生物反应器适用范围极为广泛,包括:市政生活污水处理及中水回用、医院污水处理、住宅小区分散式污水处理、景区和高速公路服务区污水处理等生活污水领域;以及垃圾渗沥液、畜禽养殖废水、食品加工废水、印染废水、电镀废水等各类工业废水领域。此外,MBR还特别适用于现有污水处理设施的提标改造和扩容改造,是实现污水资源化利用的理想技术方案。
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