<\/p>\n
Quick answer:<\/strong> Wastewater and treatment-process decisions are usually made by looking at influent composition, process stage, compliance target, and whether the proposed adjustment still behaves well at plant scale. The most useful answer almost always comes from system-level diagnosis, not a single metric.<\/p>\n <\/p>\n Che cos'\u00e8 il processo MBR?<\/strong><\/p>\n Il bioreattore a membrana (Membrance Bioreactor Reactor, indicato come MBR) \u00e8 un nuovo processo di trattamento biologico delle acque reflue che combina la separazione a membrana e la tecnologia di trattamento biologico.<\/p>\n Esistono molti tipi di membrane: in base al meccanismo di separazione, ci sono membrane di reazione, membrane a scambio ionico, membrane permeabili, ecc.; in base alla classificazione della natura della membrana, ci sono membrane naturali (biomembrane) e membrane sintetiche (membrane organiche e membrane inorganiche); in base alla classificazione della struttura del tipo di membrana, ci sono membrane a piastra piana, tubolari, a spirale, a fibra cava e cos\u00ec via.<\/p>\n Il processo MBR nello stato della ricerca nazionale<\/strong><\/p>\n Dagli anni '80, il bioreattore a membrana sta ricevendo sempre pi\u00f9 attenzione, diventando uno dei punti caldi della ricerca. Attualmente, la tecnologia \u00e8 stata utilizzata negli Stati Uniti, in Germania, in Francia, in Egitto e in altri Paesi; la scala di produzione varia da 6m3\/d a 13000m3\/d.<\/p>\n La ricerca cinese sugli MBR \u00e8 meno di dieci anni, ma i progressi sono molto rapidi. La ricerca nazionale sugli MBR pu\u00f2 essere ampiamente suddivisa in diversi aspetti:<\/p>\n (1) esplorare diversi processi di trattamento biologico e la combinazione di unit\u00e0 di separazione a membrana, il processo di trattamento a reazione biologica dal metodo dei fanghi attivi per espandersi al metodo di ossidazione a contatto, il metodo del biofilm, i fanghi attivi e il biofilm combinati con il processo composito, il processo anaerobico a due fasi;<\/p>\n (2) Ricercare i fattori, i meccanismi e i modelli matematici che influenzano l'effetto del trattamento e la contaminazione della membrana, esplorare le condizioni operative e i parametri di processo adatti, ridurre il pi\u00f9 possibile la contaminazione della membrana e migliorare la capacit\u00e0 di trattamento e la stabilit\u00e0 operativa dei moduli a membrana;<\/p>\n (3) Ampliare il campo di applicazione delle MBR, gli oggetti di ricerca delle MBR dalle acque reflue domestiche si sono estesi alle acque reflue organiche ad alta concentrazione (acque reflue alimentari, acque reflue della birra) e alle acque reflue industriali difficili da degradare (acque reflue petrolchimiche, acque reflue della stampa e della tintura, ecc.<\/p>\n Quali sono le caratteristiche del processo MBR?<\/strong><\/p>\n Rispetto alla tradizionale tecnologia di trattamento biochimico delle acque, l'MBR presenta le seguenti caratteristiche principali:<\/p>\n 1, efficiente separazione solido-liquido, l'effetto di separazione \u00e8 molto migliore rispetto al tradizionale serbatoio di sedimentazione, la qualit\u00e0 dell'acqua \u00e8 buona, i solidi sospesi e la torbidit\u00e0 dell'effluente sono prossimi allo zero, possono essere riutilizzati direttamente, per ottenere le risorse fognarie.<\/p>\n 2, l'elevata efficienza dell'effetto di ritenzione della membrana, in modo che i microrganismi siano completamente trattenuti nel bioreattore, per ottenere il tempo di ritenzione idraulica del reattore (HRT) e l'et\u00e0 del fango (SRT) della separazione completa, un controllo flessibile e stabile del funzionamento.<\/p>\n 3. Poich\u00e9 l'MBR \u00e8 la tradizionale vasca di aerazione e due vasche di sedimentazione per il trattamento delle acque reflue e sostituisce tutte le strutture di processo del trattamento terziario, pu\u00f2 ridurre notevolmente l'ingombro, risparmiando investimenti civili.<\/p>\n 4, favorire la ritenzione e la propagazione dei batteri nitrificanti, elevata efficienza di nitrificazione del sistema. Attraverso la modifica della modalit\u00e0 di funzionamento, pu\u00f2 avere anche la funzione di rimozione dell'ammoniaca e del fosforo.<\/p>\n 5, perch\u00e9 l'et\u00e0 del fango pu\u00f2 essere molto lunga, migliorando cos\u00ec notevolmente l'efficienza di degradazione della materia organica difficile da degradare.<\/p>\n 6, Il reattore funziona in condizioni di alto carico volumetrico, basso carico di fango e lunga et\u00e0 del fango, la produzione di fango residuo \u00e8 molto bassa, poich\u00e9 l'et\u00e0 del fango pu\u00f2 essere infinitamente lunga, teoricamente si pu\u00f2 realizzare uno scarico di fango nullo.<\/p>\n 7, il sistema realizza il controllo PLC, il funzionamento e la gestione convenienti.<\/p>\n Quali sono i componenti del processo MBR?<\/strong><\/p>\n Il comunemente citato bioreattore a membrana \u00e8 in realt\u00e0 un termine generale per tre tipi di reattori:<\/p>\n Bioreattore a membrana ad aerazione (AMBR);<\/p>\n Bioreattore estrattivo a membrana (EMBR);<\/p>\n \u2462 bioreattore a membrana di separazione solido-liquido (Solid\/Liquid Separation MembraneBioreactor, SLSMBR, abbreviato MBR).<\/p>\n 1. Membrana di aerazione<\/strong><\/p>\n Membrana di aerazione - Bioreattore (AMBR) che utilizza una membrana densa traspirante (come la membrana in gomma siliconica) o una membrana microporosa (come la membrana polimerica idrofobica), componenti a piastra o a fibra cava, mantenendo la pressione parziale del gas inferiore al punto di bolla (Bubble Point) nel caso in cui si possa ottenere un'aerazione priva di bolle al bioreattore.<\/p>\n Il processo \u00e8 caratterizzato da un tempo di contatto e da un'efficienza di trasferimento dell'ossigeno migliori, che favoriscono il controllo del processo di aerazione e non sono influenzati dai fattori della dimensione delle bolle e del tempo di residenza dell'aerazione tradizionale.<\/p>\n 2.Membrana di estrazione<\/strong><\/p>\n Bioreattore a membrana estrattiva, noto anche come EMBR (Extractive Membrane Bioreactor). A causa dell'elevata acidit\u00e0 e alcalinit\u00e0 o della presenza di sostanze tossiche per gli organismi, alcune acque reflue industriali non sono adatte al contatto diretto con i microrganismi; quando le acque reflue contengono sostanze tossiche volatili, se si utilizza il tradizionale processo di trattamento biologico aerobico, gli inquinanti sono facili da volatilizzare il flusso d'aria di aerazione con la volatilit\u00e0 del fenomeno di sollevamento del gas, non solo l'effetto del trattamento \u00e8 molto instabile, ma provoca anche inquinamento atmosferico.<\/p>\n Al fine di risolvere queste difficolt\u00e0 tecniche, lo studioso britannico Livingston ha ricercato e sviluppato l'EMB. le acque reflue e i fanghi attivi sono separati dalla membrana, le acque reflue nel flusso della membrana e contengono alcuni tipi di batteri specializzati fanghi attivi nel flusso della membrana, le acque reflue e i microrganismi non sono in contatto diretto con gli inquinanti organici possono essere selettivamente attraverso la membrana \u00e8 l'altro lato della degradazione dei microrganismi.<\/p>\n Poich\u00e9 l'unit\u00e0 del bioreattore e l'unit\u00e0 di riciclo delle acque reflue su entrambi i lati della membrana di estrazione sono indipendenti l'una dall'altra, il flusso d'acqua di ciascuna unit\u00e0 ha una scarsa influenza l'una sull'altra e i nutrienti e le condizioni di sopravvivenza microbica nel bioreattore non sono influenzati dalla qualit\u00e0 delle acque reflue, il che rende stabile l'effetto del trattamento delle acque. Le condizioni operative del sistema, come HRT e SRT, possono essere controllate nell'intervallo ottimale per mantenere il tasso massimo di degradazione degli inquinanti.<\/p>\n 3.Membrana di separazione solido-liquido<\/strong><\/p>\n Il bioreattore a membrana per la separazione solido-liquido \u00e8 la classe di bioreattori a membrana pi\u00f9 studiata nel campo del trattamento delle acque; \u00e8 un processo di separazione a membrana che sostituisce il tradizionale metodo a fanghi attivi nel serbatoio di sedimentazione secondaria della tecnologia di trattamento delle acque. Attraverso un modulo a membrana, la materia organica solida viene reimmessa nel reattore e quindi scaricata nell'acqua organica trattata. Il tipo di bioreattore a membrana pu\u00f2 essere classificato in base alla posizione del modulo a membrana e del bioreattore: bioreattore a membrana integrato, bioreattore a membrana discreto, bioreattore a membrana composito.<\/p>\n Nella tecnologia tradizionale di trattamento biologico delle acque reflue, la separazione fango-acqua nel serbatoio di sedimentazione secondario \u00e8 completata per gravit\u00e0 e la sua efficienza di separazione dipende dalle prestazioni di sedimentazione dei fanghi attivi; migliore \u00e8 la sedimentazione, maggiore \u00e8 l'efficienza di separazione fango-acqua. La propriet\u00e0 di sedimentazione dei fanghi dipende dalle condizioni operative della vasca di aerazione e le condizioni operative della vasca di aerazione devono essere rigorosamente controllate per migliorare la propriet\u00e0 di sedimentazione dei fanghi, il che limita l'ambito di applicazione del metodo. A causa dei requisiti di separazione solido-liquido nella vasca di sedimentazione secondaria, il fango nella vasca di aerazione non pu\u00f2 mantenere una concentrazione elevata, generalmente intorno a 1,5~3,5 g\/L, limitando cos\u00ec il tasso di reazione biochimica. Il tempo di ritenzione idraulica (HRT) e l'et\u00e0 del fango (SRT) sono interdipendenti e l'aumento del carico volumetrico e la riduzione del carico di fango sono spesso in contraddizione. Il sistema produce anche una grande quantit\u00e0 di fanghi residui durante il funzionamento e il loro costo di smaltimento rappresenta da 25% a 40% del costo operativo dell'impianto di trattamento delle acque reflue. Il sistema tradizionale di trattamento a fanghi attivi \u00e8 inoltre soggetto all'espansione dei fanghi, l'effluente contiene solidi sospesi e la qualit\u00e0 delle acque reflue si deteriora.<\/p>\n Alla luce di questi problemi, l'MBR combina la tecnologia di separazione a membrana nell'ingegneria della separazione con la tecnologia tradizionale di trattamento biologico delle acque reflue, migliorando notevolmente l'efficienza della separazione solido-liquido; inoltre, grazie all'aumento della concentrazione di fanghi attivi nella vasca di aerazione e all'emergere di batteri efficaci (in particolare la flora dominante) nel fango, migliora il tasso di reazione biochimica; allo stesso tempo, riduce la quantit\u00e0 di fanghi residui generati abbassando il rapporto F\/M (o addirittura 0), il che risolve sostanzialmente i problemi esistenti nel metodo tradizionale a fanghi attivi. Allo stesso tempo, riducendo il rapporto F\/M per ridurre la quantit\u00e0 di fanghi residui prodotti (anche 0), si risolvono sostanzialmente molti problemi esistenti nel metodo tradizionale a fanghi attivi.<\/p>\n Quali sono i tipi di processi MBR?<\/strong><\/p>\n In base alla combinazione di modulo a membrana e bioreattore, i bioreattori a membrana possono essere suddivisi in tre tipi fondamentali: split, integrati e compositi. (Le seguenti discussioni riguardano tutti i bioreattori a membrana del tipo a separazione solido-liquido).<\/p>\n 1. Tipo di separazione<\/strong><\/p>\n Il modulo a membrana e il bioreattore vengono allestiti separatamente.<\/p>\n Il liquido miscelato nel bioreattore viene pressurizzato dalla pompa di circolazione e quindi pompato all'estremit\u00e0 di filtrazione del modulo a membrana. Sotto pressione, il liquido misto passa attraverso la membrana e diventa l'acqua trattata del sistema; i solidi e le macromolecole vengono trattenuti dalla membrana e ritornano al bioreattore insieme al liquido concentrato.<\/p>\n 2. Tipo integrale<\/strong><\/p>\n Il modulo a membrana \u00e8 collocato all'interno del bioreattore. L'acqua entra nel bioreattore a membrana, dove la maggior parte degli inquinanti viene rimossa dai fanghi attivi presenti nella miscela, per poi essere filtrata dall'acqua dalla membrana sotto pressione esterna.<\/p>\n Questa forma di bioreattore a membrana, grazie all'eliminazione del sistema di circolazione del liquido misto e al pompaggio dell'acqua, ha un consumo energetico relativamente basso; occupa una superficie pi\u00f9 compatta rispetto al tipo split, e negli ultimi anni ha ricevuto particolare attenzione nel campo del trattamento delle acque. Tuttavia, il flusso generale della membrana \u00e8 relativamente basso, facile alla contaminazione della membrana, la contaminazione della membrana non \u00e8 facile da pulire e sostituire.<\/p>\n 3. Composito<\/strong><\/p>\n La forma appartiene anche al bioreattore a membrana monoblocco, con la differenza che il bioreattore \u00e8 dotato di imballaggio, formando cos\u00ec un bioreattore a membrana composito, che cambia alcune delle caratteristiche del reattore.<\/p>\n Quali sono i processi MBR combinati?<\/p>\n Per ottenere una migliore depurazione delle acque reflue, il processo A2O e il processo MBR vengono spesso combinati per formare un nuovo sistema.<\/p>\n 1.Processo A2O-MBR<\/strong><\/p>\n Le acque reflue da coking sono prodotte nel processo di coking, distillazione a secco ad alta temperatura, purificazione e recupero dei gas, ecc. Contengono fenoli volatili, idrocarburi policiclici aromatici (IPA), composti eterociclici dell'ossigeno, dello zolfo e dell'azoto e altre caratteristiche, nonch\u00e9 un alto valore di COD, un alto valore di fenoli e un alto contenuto di azoto ammoniacale.<\/p>\n Sebbene il processo A2O sia uno dei metodi pi\u00f9 efficaci e ampiamente utilizzati per il trattamento delle acque reflue da coking, l'effluente di questo processo \u00e8 difficilmente conforme agli standard nazionali di scarico delle acque reflue. La nascita del processo combinato A2O-MBR sfrutta i vantaggi del processo a membrana per migliorare ulteriormente la qualit\u00e0 dell'effluente.<\/p>\n 2.Processo A2OA-MBR<\/strong><\/p>\n Il processo A2O\/A-MBR \u00e8 comunemente utilizzato per la denitrificazione e la rimozione del fosforo; il processo si basa sul processo A2O e poi sull'allestimento di un livello di serbatoio anossico, le acque reflue attraverso la membrana di carbonio per completare la denitrificazione biologica e la rimozione del fosforo, e poi l'uso del secondo serbatoio anossico per la denitrificazione endogena, per rimuovere ulteriormente il TN, e poi l'uso di serbatoi a membrana per garantire il ruolo di aerazione aerobica dell'effluente.<\/p>\n 3.Processo AO-MBR<\/strong><\/p>\n Nel sistema AO-MBR, le acque reflue separate dai solidi sospesi e dai detriti confluiscono nel serbatoio di regolazione per equalizzare la qualit\u00e0 e la quantit\u00e0 dell'acqua, quindi entrano nel serbatoio di sedimentazione per la separazione solido-liquido. Il liquido limpido del flusso superiore confluisce nella vasca di trattamento MBR, progettata come un sistema AO: nella sezione anteriore, l'acqua del flusso in ingresso viene completamente miscelata per effettuare la denitrificazione biologica per la rimozione dell'azoto, mentre nella sezione posteriore vengono effettuate la degradazione biologica e la nitrificazione, l'aggiunta di alcali e lo scarico diretto delle acque reflue trattate.<\/p>\n 4.3A Processo MBR<\/strong><\/p>\n Il processo 3A-MBR \u00e8 una tecnologia di bioreattore a membrana e il tradizionale processo anaerobico, anossico e aerobico combinato con un nuovo processo, spesso utilizzato nella de-nitrogenazione e de-fosforazione della depurazione delle acque reflue, evidenziando le caratteristiche del processo biologico di denitrificazione del fosforo e promuovendosi a vicenda, in modo che l'intero sistema di denitrificazione del fosforo e la rimozione della materia organica nell'efficienza del massimo effetto.<\/p>\n Caratteristiche tecniche<\/strong><\/p>\n Migliorare completamente l'elevata concentrazione di fanghi attivi nel pool di reazione della membrana, promuovere la formazione di comunit\u00e0 di batteri nitrificanti dominanti, migliorare l'efficienza della nitrificazione, in modo da completare la rimozione di ammoniaca e azoto; attraverso il controllo automatico, ottimizzare il tempo di scarico dei fanghi del bioreattore a membrana, controllare ragionevolmente l'et\u00e0 del fango, migliorare la concentrazione di batteri nitrificanti a crescita lenta, di batteri denitrificanti e di altri batteri biochimici specializzati nel sistema, migliorare l'effetto di rimozione della materia organica e del fosforo e la denitrificazione; ottenere uno scarico aerobico dei fanghi, evitare il rilascio secondario di fosforo. Migliorare il tasso di rimozione del fosforo.<\/p>\n 5.A(2A)O Processo MBR<\/strong><\/p>\n Il processo A(2A)O-MBR adotta il flusso di processo nell'ordine: anaerobico, primo anossico, secondo anossico, aerobico e serbatoio a membrana. Caratterizzato da due zone anossiche nel processo A2O-MBR, il funzionamento delle due zone anossiche \u00e8 regolato dal controllo dei punti di ingresso e di ritorno.<\/p>\n Il metodo di aspirazione dell'acqua adotta due punti di aspirazione dell'acqua nella zona anaerobica e nella prima zona anossica. Il metodo di reflusso adotta tre stadi di reflusso a due punti, il primo stadio \u00e8 il liquido misto del pool di membrane refluito verso la parte anteriore della zona aerobica; il secondo stadio \u00e8 il liquido misto della zona aerobica refluito verso la prima zona anossica e la seconda zona anossica; e il terzo polo \u00e8 il liquido misto della prima zona anossica affluito verso la zona anaerobica.<\/p>\n 6.Processo SBR-MBR<\/strong><\/p>\n Il processo SBR-MBR \u00e8 una combinazione di SBR e MBR per formare un processo con i vantaggi di entrambi, SBR \u00e8 un processo di trattamento a fanghi attivi migliorato, l'uso di componenti a membrana della ritenzione e della filtrazione, la reazione dei microrganismi nella reazione pu\u00f2 essere riprodotta al massimo, favorendo la crescita di batteri nitrificanti, l'attivit\u00e0 biologica dei fanghi, l'adsorbimento e la degradazione di sostanze organiche con elevata capacit\u00e0.<\/p>\n Il processo SBR-MBR ha cinque sistemi di afflusso, anaerobico, aerobico e di sedimentazione; SBR e MBR lavorano per fornire le condizioni per la disfosforazione biologica e la rimozione dell'azoto, e possono anche essere controllati in base alla necessit\u00e0 di trattare diversi tipi di acque reflue; l'uso della separazione a membrana delle acque di drenaggio, per migliorare l'efficienza della depurazione delle acque reflue, ma anche per risparmiare tempo.<\/p>\n <\/p>\n