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在污水处理中的研究和应用膜生物反应器的基本概念及其发展膜技术基础膜生物反应器技术膜生物反应器的现状与发展1.膜的定义两相之间的一个具有选择透过性的薄层屏障膜可以在离子或分子范围内进行分离膜分离是在某种推动力作用下进行的物理过程以膜的孔径和截留分子量区别膜的分离过程2.膜的分类依据膜孔径：微滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜依据材料：无机膜、有机膜依据材质：均质、非均质依据带电性：荷电的、电中性的依据传递过程：主动运输、被动传递广泛应用于废水处理的膜主要是由有机高分子材料做成的3.膜的性能膜的分离性能参数膜通量：单位时间单位膜面积上通过的物质的量stmSmVsmm的示JStVJ23123是运行时间；表示膜的有效面积；表示透过液的体积；通量膜表截留率：各种物质透过膜的速率的比值，表征体系分离的难易程度的浓度表示溶质在渗透产物侧面上的浓度为溶质在料液侧的膜表主体溶液中的浓度为溶质在膜的料液侧的本征截留率：表观截留率：pmbmPbPCCCC/C1RC/C1R膜工艺中的物质传递：膜分离的推动力分为膜两侧的压力差、电位差、浓度差。最重要的传质现象是对流和扩散。膜污染：不可逆污染可逆污染污水中的微粒、分子与膜发生物理化学作用；因浓差极化使溶质吸附、沉积在膜表面或膜孔内由于浓差极化及其导致的凝胶层的形成。浓差极化：当溶剂向膜面流动，溶质向膜面流动的速度与浓度梯度使溶质向本体溶液扩散的速度达到动态平衡的现象。4.膜组件按一定的技术要求，由膜组成的分离元件。五种形式：板框式、螺旋卷式、圆管式、毛细管式、中空纤维式平板膜管式膜2.膜生物反应器分类膜-曝气生物反应器MembraneAerationBioreactor萃取膜生物反应器ExtractiveMembraneBioreactor膜分离生物反应器BiomassSeparationMembrane1.膜生物反应器定义将生物处理技术和膜分离技术相结合的一种高效处理装置。3.膜分离生物反应器系统中膜组件相当于二沉池，利用膜组件进行固液分离，截流的污泥回流至生物反应器中，透过水外排。分置式MBR一体式MBR复合式MBR4.膜生物反应器特点高效固液分离作用，出水悬浮物和浊度接近于零高效截留作用，实现反应器HRT和SRT的完全分离反应器内微生物浓度高，耐冲击负荷有利于硝化细菌的累积，可实现脱氮、除磷功能反应器在高容积负荷、低污泥负荷、长泥龄下运行，基本无剩余污泥排放系统可通过PLC控制，实现全程自动化控制占地面积少，工艺设备集中1.膜生物反应器的重点应用领域和方向现有城市污水处理厂的更新升级应用于无排水管网系统的地区应用于有污水回用需求的地区或场所应用于有高浓度、有毒、难降解工业污水的处理垃圾填埋渗滤液的处理及回用在小规模的污水处理厂（站）的应用2.膜生物反应器未来急需解决的研究重点膜污染的机理及防治膜生物反应器工艺流程形式及运行条件的优化研究MBR污泥产率与运行条件的关系MBR经济性研究针对MBR的工艺设计，建立一套合理的设计方法和标准于2003年发布了《一体式膜生物反应器污水处理应用技术规程》膜生物反应器对生活污水中污染物的去除特性MBR对有机物的去除特性与传统工艺相比，MBR对含碳有机物的去除有以下特点:去除率高，一般大于90%污泥负荷（F/M）低所需水力停留时间（HRT）短，容积负荷高抗冲击负荷能力强MBR中膜对有机物去除的强化机理机理1：膜孔的筛滤作用机理2：膜孔和膜表面的吸附作用机理3：沉积层的筛滤/吸附作用MBR对含氮化合物的去除特性对于MBR脱氮，目前多数依旧是建立在传统的硝化-反硝化机理上的两级或单级脱氮工艺，同时新的脱氮理念也深入到了MBR工艺中。传统的两级脱氮膜生物反应器传统的单级（SBR）脱氮膜生物反应器新型脱氮膜生物反应器间歇曝气单级MBR脱氮工艺：与序批式MBR脱氮工艺类似，不同的是，其缺氧、好氧间歇运行时间间隔很短，而进水可以是连续进水或间歇进水。MBR同时硝化反硝化脱氮：好氧膜生物反应器中同时存在厌氧环境，如复合淹没式膜生物反应器、生物膜-膜反应器。MBR对磷的去除特性对于MBR工艺来说，一般具有很长的泥龄，从这个意义上讲不利于磷的去除。多数MBR工艺还是采用投加絮凝剂的化学法。PedroA.C等利用生物膜-膜反应器，在高有机物负荷条件下，取得比较理性的除磷效果。MBR对细菌和病毒的去除特性几乎所有的MBR工艺都取得了对致病菌和病毒的有效去除，出水中肠道病毒、总大肠杆菌、粪链球菌、粪大肠杆菌和大肠埃悉氏杆菌等都低于检测限，甚至达到检不出的水平。从清洁角度讲，MBR工艺堪称消毒工艺中的一项“绿色技术”。膜生物反应器工艺设计——以一体式为例处理系统设置污水格栅调节池膜生物反应器清水池排放或回用后处理装置预处理装置预处理装置：当进水油脂含量大于50mg/L，应设置除油装置；当进水BOD含量大于1500mg/L，可设置厌氧或缺氧预处理工艺。后处理装置：当对出水有不同严格要求时，如限制氨氮或总氮、除嗅、脱色、消毒等，应加设相应后续处理设施。工艺参数反应器的容积按污泥负荷或容积负荷计算确定水力停留时间根据原水水质和处理要求设计确定一体式MBR的参考设计参数项目污泥负荷Fw（kg/kg·d）MLSSX（g/L）容积负荷FV(kg/m2·d)处理效率(%)原污水BOD(mg/L)城镇污水回用0.2～0.42～80.4～0.995～98100～500杂排水中水处理0.1～0.21～40.2～0.590～9550～150综合生活污水回用0.1～0.22～80.4～0.995～98100～500高浓度有机废水处理0.2～0.54～180.5～2.098～99500～5000反应器的生物好氧反应所需的供气量）。体的平均浓度（反应器内混合液悬浮固；可取）（污泥自身氧化的需氧率；，可取的需氧量氧化每千克；反应器的有效容积浓度去除的；设计处理水流量；日平均需氧量323332/kgX188.0~11.0,/1b1.0~0.42kgBOD/kgOBODmV;/kgBOD/mQ/kgOOaOmdamLddbVXQLrr反应器的剩余污泥量计算。，可取污泥自身氧化速率；所产生的污泥量，可取氧化每千克；产生的剩余污泥量075.0~04.0/1K8.0~4.0BODYd/kgXVXKYQLXddrd反应器膜表面清洗所需的空气量，应位于膜组件下部的曝气管产生的向上水和空气流清除膜表面污染物的试验确定。膜材料选择和反应器设计要求反应器采用的膜及其膜组件应耐污染和耐腐蚀，使用寿命应在2年以上膜的工作水通量宜大于10L/m2·h有效膜面积应根据处理水量和所采用膜的通量计算，并增加10%~20%的富裕量膜组件的结构应简单，便于安装、清洗和检修处理水的流向形成通过膜组件的向上流循环，膜组件宜设置在相应的位置反应器应设置进水口、溢水管、排泥管和液位计等，定期排放剩余污泥膜组件的出水管应设置化学清洗用的清洗液接口膜组件可采用水泵抽吸负压出水，也可利用静水压力自流出水，但应保持出水流量相对稳定膜生物反应器在污水处理中的研究和应用.顾国维，何义亮等.化学工业出版社膜生物反应器污水处理技术.[英]斯蒂芬森等著，张国树等译.中国工程建设标准化协会标准：一体式膜生物反应器污水处理应用技术规程（CECS152:2003）.参考书籍