MBR膜一體化生活污水處理系統(tǒng)
厭氧膜生物反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)配置及優(yōu)劣勢
對于厭氧膜生物反應(yīng)器的組成構(gòu)件有很多，就是到現(xiàn)在為止我們研究相對較多的是平板膜組件和中空纖維膜組件，對于這兩種不同組件每一種都有其各自的優(yōu)缺點。但是在工業(yè)中污水的處理較多的使用中空纖維膜組件。
厭氧膜生物反應(yīng)器技術(shù)在處理生活污水中有著很多的優(yōu)點，當(dāng)我們把這項技術(shù)運(yùn)用在生活污水處理中的時候，它能很好的實現(xiàn)固液分離，從而達(dá)到很好的處理效果，使出水水質(zhì)很好。當(dāng)我們在使用一項新的技術(shù)時，我們經(jīng)常做的事情就是與過去的技術(shù)相互比較，于是可以得到，厭氧膜生物反應(yīng)器的突出優(yōu)點有：
（1）當(dāng)生活污水中有很多的固體廢棄物的時候，使用厭氧膜生物反應(yīng)器技術(shù)，可以很好的分離固體廢棄物，對固體廢棄物處理效果良好，而且很能很好的把固體和液體分離，達(dá)到我們滿意的處理結(jié)果；
（2）在使用厭氧膜生物反應(yīng)器的時候，這項技術(shù)比較容易讓人上手，關(guān)鍵是操作起來沒有那么困難，另外還能很好的控制水力停留時間；
（3）在整個操作過程當(dāng)中，還有利于保護(hù)微生物，使微生物不會那么容易流失，而且還能控制污泥濃度；
（4）由于厭氧膜生物反應(yīng)器中，運(yùn)用到了生物技術(shù)，所以在使用這項技術(shù)的時候，可以使某些細(xì)菌得到增殖，從而能夠更好的使污水達(dá)到理想的處理效果，這不僅提高了一些細(xì)菌的數(shù)量，還使得更多的有機(jī)物得到了充分的分解；
（5）在使用厭氧膜生物反應(yīng)器的時候，會使終處理的廢水中污泥的含量低于預(yù)想的結(jié)果，大大降低了污泥處理的費(fèi)用；
（6）使用平板膜的過程中，會產(chǎn)生一定的作用力，而這項作用力可以使污泥絮體的體積有一定的減小，由于該平板膜的快速運(yùn)動，使污泥的傳氧速度大大提高。
厭氧膜生物反應(yīng)器工藝研究
AnMBR典型工藝
前面總結(jié)了典型的厭氧膜生物反應(yīng)器的工藝及其處理的廢水類型。AnMBR是由厭氧反應(yīng)器和膜分離耦合而成，常用的厭氧反應(yīng)器有4大類：*混合厭氧反應(yīng)器（CSTR）、厭氧流化床（AFBR）、升流式厭氧污泥床（UASB）以及厭氧污泥膨脹床反應(yīng)器（EGSB）。
CSTR—MBR設(shè)備操作簡單，成本較低，應(yīng)用廣泛，但出水水質(zhì)較差，易造成嚴(yán)重的膜污染。相比，CSTR—MBR、UASB—MBR具有污泥顆粒較大，膜污染程度低的特點，在高濃度有機(jī)工業(yè)廢水處理的應(yīng)用中具有很大的潛力。EGSB—MBR和AFBR—MBR由于添加了載體，懸浮污泥濃度較低，上清液中溶解性微生物產(chǎn)物（SMP）明顯少于CSTR—MBR，膜污染程度較低。
但由于載體膨脹所需能耗較大，在反應(yīng)器的設(shè)計時載體的種類、顆粒大小的選擇等對膜污染和運(yùn)行成本有較大的影響。AnMBR工藝主要采用微濾和超濾膜，以中空纖維膜為主，平板膜和管式膜也有少量應(yīng)用。根據(jù)膜組件的設(shè)置位置，AnMBR分為外置式和浸沒式，由于浸沒式占地小、能耗低，多數(shù)研究集中于浸沒式AnMBR，但外置式具有膜組件易清洗和拆卸的特點，常用于膜污染較嚴(yán)重的污水處理工藝。膜材料主要為有機(jī)聚合物，包括聚偏氟乙烯（PVDF），聚醚砜（PES）和聚乙烯（PE）。
此外，動態(tài)膜利用膜表面污染物形成的泥餅層作為分離層，一定程度上使膜污染在MBR工藝中由缺陷轉(zhuǎn)變?yōu)閮?yōu)勢，且具有易清洗、運(yùn)行成本低等優(yōu)點，在AnMBR工藝中具有潛在、良好的應(yīng)用前景將動態(tài)微網(wǎng)膜材料應(yīng)用于AnMBR處理城市污水以及高濃度垃圾滲濾液，均得到了較好的處理效果。
活性污泥中的微生物
活性污泥是微生物群體及它們所依附的有機(jī)物質(zhì)和無機(jī)物質(zhì)的總稱，它是一個廣闊的微生物世界，幾乎包括了微生物的各個群落，主要由細(xì)菌、真菌、原生動物和后生動物組成，其中細(xì)菌對凈化水質(zhì)起主要作用?；钚晕勰嘀械闹黧w細(xì)菌來源于土壤、空氣和水。這與細(xì)菌在曝氣內(nèi)通過人為的培養(yǎng)迅速地大量增殖有關(guān)，形成了該條件下適宜的細(xì)菌種群。
它們能迅速地穩(wěn)定水中的有機(jī)物質(zhì)，有著良好的聚合力。在一定的能量水平下，大部分細(xì)菌構(gòu)成了活性污泥的絮凝體并形成菌膠團(tuán)。菌膠團(tuán)在活性污泥中占絕大多數(shù)，它具有很強(qiáng)的吸附和分解有機(jī)物的能力。
MBR膜一體化生活污水處理系統(tǒng)細(xì)菌的另一種主要存在形式是絲狀菌，特別是其中的絲狀細(xì)菌。由于它們存在于活性污泥中，對絮凝體的性質(zhì)產(chǎn)生很大影響，某種類的絲狀菌大量繁殖影響了活性污泥的沉降性能，引起污泥膨脹，嚴(yán)重地影響了出水水質(zhì)。污泥膨脹是自活性污泥法問世以來在運(yùn)轉(zhuǎn)管理中一直煩擾人們的大的難題之一。而由絲狀茵引起的膨脹又是為突出和為常見的。
目前已知的近30種絲狀菌并不是每一種都能引起污泥膨脹，與膨脹密切相關(guān)的絲狀菌只有十幾種。即使是處理的水質(zhì)相同，由于運(yùn)轉(zhuǎn)條件的不同，設(shè)計參數(shù)的差別，都會引起在活性污泥中絲狀菌優(yōu)勢菌種的差別。
隨著近年來對問題認(rèn)識的深入，人們了解到絲狀菌有較強(qiáng)的分解有機(jī)物的能力，由絲狀菌引起污泥膨脹的處理功能和凈化效果不僅沒有問題，而且比正?；钚晕勰嗵幚淼乃|(zhì)還要優(yōu)良，不足之處是泥水難以分離。因此，人們在工藝中采用環(huán)境調(diào)控的方法，使菌膠團(tuán)細(xì)菌和絲狀菌有一個合理的比例。目前*利用絲狀菌的帶狀污泥的工藝已經(jīng)開發(fā)完成。
真菌結(jié)構(gòu)復(fù)za、種類繁多，其數(shù)目一般沒有細(xì)菌和原生動物多。與活性污泥有關(guān)的真菌主要是霉菌，它能分解碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)及其它含氫有機(jī)化合物。
采用調(diào)節(jié)池—一體化污水處理設(shè)備—過濾—消毒的工藝流程。
污水經(jīng)格柵截留大顆粒污物后流入調(diào)節(jié)池，調(diào)節(jié)池采用曝氣式，以均衡水質(zhì)水量，并通過曝氣攪拌避免污物沉淀。調(diào)節(jié)池后部設(shè)缺氧池，好氧處理采用兩級生物接觸氧化。生物接觸氧化是處理流程中重要的部分，大量有機(jī)物在這里被細(xì)菌好氧降解。采用多級分段式接觸氧化，形成逐級負(fù)荷遞減系統(tǒng)，使接觸氧化在去除率、抗沖擊負(fù)荷、出水水質(zhì)等方面更具優(yōu)勢和可靠性。
生物接觸氧化出水再經(jīng)過過濾、消毒，即可完成深度處理中水回用。
為了達(dá)到排放要求，處理工藝采用以生化處理A/O法為主處理的二級處理法A/O工藝，即缺氧—好氧污水處理工藝，該工藝具有適應(yīng)能力強(qiáng)，耐沖擊負(fù)荷，高容積負(fù)荷，不產(chǎn)生污泥膨脹，排泥量少，脫氮效果較好等特點，特別適合于中小型污水處理站選用。A/0工藝由缺氧池和好氧池串聯(lián)而成，在去除有機(jī)物的同時可以取得良好的脫氮效果。該工藝的顯著特點是將脫氮池設(shè)置在除碳過程的前部，即：先將污水引入缺氧池，回流污泥中的反硝化菌利用原污水中的有機(jī)物作為碳源，將回流混合液中的大量硝態(tài)氮（NO—x-N）還原成N：，從而達(dá)到脫氮的目的；污水接著進(jìn)入好氧池，大部分有機(jī)物在此得到消化降解，好氧池后設(shè)置二沉池，部分沉淀污泥回流至缺氧池，以提供充足的微生物，同時將好氧池內(nèi)混合液回流至缺氧池，以保證缺氧池有足夠的硝酸鹽。
缺氧池一般采用上流式污泥床反應(yīng)器的形式，設(shè)計水力停留時間為2—4小時，池底為污泥床，污泥床厚度通?？刂圃趌一1．2m之間，進(jìn)水系統(tǒng)可采用脈沖進(jìn)水中阻力布水系統(tǒng)，底部設(shè)布水管，運(yùn)行時污泥呈懸浮狀態(tài)。污泥床平均濃度為30—359／L，污泥負(fù)荷為O．30—0．35kgBOD，（kgMLSs·d），污水中DO濃度小于0．2m∥Lo
好氧池是利用污水中的好氧微生物在有游離氧（分子氧）存在的條件下，消化、降解污水中的有機(jī)物，使其穩(wěn)定化、無害化的處理裝置。好氧池一般為接觸氧化池的形式，池內(nèi)設(shè)置有填料，已經(jīng)充氧的污水浸沒全部填料，并以一定的流速流經(jīng)填料。微生物一部分以生物膜的形式固著于填料表面，一部分則以絮狀懸浮于水中，因此它兼有生物濾池和活性污泥法的特點。接觸氧化池中微生物所需的氧通常由人工曝氣供給。生物膜生長至一定厚度后，近填料壁的微生物將由于缺氧而進(jìn)行厭氧代謝，產(chǎn)生的氣體及曝氣形成的沖刷作用造成部分生物膜脫落，促進(jìn)了新生物膜的生長，形成生物的新陳代謝。脫落的生物膜隨出水進(jìn)入后續(xù)的二沉池。
接觸氧化池由池體、填料、布水裝置和曝氣系統(tǒng)組成，其中填料和曝氣系統(tǒng)是接觸氧化池的重要組成部分。填料是微生物的載體，其特性對接觸氧化池中微生物的數(shù)量、氧的利用率、水流條件及污水與生物膜的接觸狀況等起著重要的作用。填料要求具有比表面積大、空隙率大、水力阻力小、強(qiáng)度大、化學(xué)和生物穩(wěn)定性好、經(jīng)久耐用等特點。生活污水中污染物濃度較低，生物膜較薄，為增加生物膜中微生物數(shù)量，可選擇易于掛膜和比表面積較大的軟性纖維填料，如尼龍、維綸、晴綸等。一般情況下，填料層高度為3．0m左右，填料層上水層高度約0．5m，填料層與池底高度為0．5—1．5m。曝氣系統(tǒng)按供氣方式可分為鼓風(fēng)曝氣、機(jī)械曝氣和射流曝氣，其中，射流曝氣又可以細(xì)分為強(qiáng)制供氣式和自吸供氣式，強(qiáng)制供氣式利用鼓風(fēng)機(jī)向射流器供給空氣，自吸供氣式由射流器噴嘴噴出高速射流，使吸氣室形成負(fù)壓，將空氣吸入。中小型生活污水處理站一般建設(shè)在小區(qū)附近，且常采用地埋式或半地埋式，因此，曝氣方式宜選擇自吸供氣式射流曝氣，該曝氣方式的優(yōu)點是：氧吸收率高、充氧能力強(qiáng)；污泥活性及其沉降性能好；構(gòu)造簡單、運(yùn)轉(zhuǎn)靈活、便于調(diào)節(jié)、維護(hù)管理方便；運(yùn)行噪聲較低，適宜在小區(qū)內(nèi)使用。
接觸氧化池工藝參數(shù)設(shè)計主要包括池子有效容積、接觸時間和空氣量等。有效容積與處理水量、進(jìn)出水BOD濃度及容積負(fù)荷有關(guān)；污水在池內(nèi)的有效接觸時間不得少于2h；池中溶解氧含量一般維持在2．5mg／L一3．5mg／L之間，氣水比約為15—20：1。
