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膜生物反应器(MBR)是一种用膜分离过程取代传统活性污泥法中二次沉淀池的水处理技术。在传统的废水生物处理技术中,泥水分离通常是在二沉池中靠重力作用完成的,其分离效率依赖于活性污泥的沉降性能,沉降性越好,泥水分离效率越高。而污泥的沉降性取决于曝气池的运行状况,改善污泥沉降性必须严格控制曝气池的操作条件,这限制了该方法的适用范围。由于二沉池固液分离的要求,曝气池的污泥不能维持较高浓度,一般在1.5~
浸没式MBR 根据生物处理的技术要求,可分为两种组成形式:第一种有两个生物反应池,其中一个为硝化池,另一个为反硝化池。膜组件浸没于硝化反应器中,两池之间通过泵来更新要过滤的混合液。该组合方式基于以下原因: MBR的脱氮除磷 生物脱氮是目前常用的脱氮方法之一。生物脱氮是利用自然界氮的循环原理,通过人工控制以强化处理效果。首先在好氧条件下通过硝化菌将污水中的氨氮转化为硝酸氮,然后在缺氧条件下,通过反硝化菌,利用外碳源将硝酸氮还原为氮气从水中逸出从而达到脱氮的目的。在生物脱氮过程中,要将硝酸氮还原为氮气,除了必须具备适当的环境条件外,还必须有充足碳源充当电子供体。一般认为,污水的硝化过程总是在碳化过程之后进行的,因此在采用生物脱氮时可采用两种方式提供碳源:其一是利用原水中的有机物作碳源脱氮,通过回流提供缺氧池硝态氮,此法需大量回流曝气池混合液,A/O工艺是其典型代表:其二是利用生物污泥作碳源脱氮,这种情况如在沉淀阶段发生,会造成污泥挟气,致使泥水分离困难,SBR 法及其变种工艺是其典型代表。生物脱氮工艺成熟、运行费用较低,且能较为彻底地消除氮污染,没有二次污染和其它后遗症,但同时生物脱氮对水中的碳氮比例、碱度和营养盐(如磷)都有一定的要求。 通过上述对适用工艺技术的分析可以看出,就一般生活污水的情况而言,采用有脱氮功能的生化处理工艺比较合适的。首先,它能有效地除去绝大部分的有机污染物(包括难降解有机物)与氮类污染;其次,采用生化法工艺技术成熟、运行稳定、处理费用较低。考虑到进水C/N 值较低,污水原碳源不足,采用适当补充外碳源,提高生物脱氮效果。 MBR 工艺针对氮磷含量高的污水可设置缺氧(厌氧)池,同时进入的还有膜池的回流活性污泥混合液,一般回流比为2~3。缺氧(厌氧)池的首要功能是脱氮除磷,反硝化菌利用污水中的有机物作为碳源,将膜池回流污泥中带入的大量NO3-和NO2-还原为N2 并释放到空气中,BOD 浓度继续下降,NO3-浓度也大幅度下降;聚磷菌利用有机物基质充分释磷,保证膜池中好氧过量吸磷已达到除磷的效果。池内设潜水搅拌器。 MBR 工艺对脱氮是有利的,因为MBR 易于实现长的SRT,对生长缓慢的自养型硝化菌以及反硝化菌的增殖非常有利,大大提高整个系统的硝化速率;另外高浓度的污泥浓度也使得污泥颗粒变大,微观上在好氧池中产生缺氧(厌氧)/好氧环境,出现同一反应器内的同步硝化反硝化现象,大大提高了整个系统的脱氮速率,并减少回流硝酸盐含量,降低对生物吸磷的影响。一般情况,处理市政污水的生产型MBR 中可以实现完全硝化。设计时膜池的氮素容积负荷一般为
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