Wat zijn MBR-membranen en hun gecombineerde processen?
Wat is het MBR-proces?
Membraan Bioreactor (Membrance Bioreactor Reactor, MBR genoemd) is een nieuw proces voor de biologische behandeling van afvalwater door de combinatie van membraanscheiding en biologische behandelingstechnologie.
Er zijn vele soorten membranen, volgens het scheidingsmechanisme zijn er reactiemembranen, ionenuitwisselingsmembranen, doorlaatbare membranen, enz.; volgens de classificatie van de aard van het membraan zijn er natuurlijke membranen (biomembranen) en synthetische membranen (organische membranen en anorganische membranen); volgens de classificatie van de structuur van het membraantype zijn er vlakke plaat type, buisvormige, spiraalvormige en holle vezel type, enz.
MBR proces in de binnenlandse onderzoeksstatus
Sinds de jaren 80 krijgt de membraanbioreactor steeds meer aandacht en wordt het een van de hotspots van onderzoek. Op dit moment is de technologie gebruikt in de Verenigde Staten, Duitsland, Frankrijk en Egypte en andere landen, de schaal varieert van 6m3 / d tot 13000m3 / d.
China's onderzoek naar MBR is minder dan tien jaar, maar de vooruitgang is zeer snel. Binnenlands onderzoek naar MBR kan grofweg worden onderverdeeld in verschillende aspecten:
(1) om verschillende biologische behandeling processen en membraanscheiding eenheid combinatie vorm, biologische reactie behandeling proces van actief slib methode uit te breiden tot het contact oxidatie methode, biofilm methode, actief slib en biofilm gecombineerd met de composiet proces, twee-fase anaërobe proces te verkennen;
(2) Onderzoek naar factoren, mechanismen en wiskundige modellen die het behandelingseffect en de membraanvervuiling beïnvloeden, geschikte bedrijfsomstandigheden en procesparameters onderzoeken, de membraanvervuiling zoveel mogelijk beperken en de behandelingscapaciteit en operationele stabiliteit van membraanmodules verbeteren;
(3) Breid het toepassingsgebied van MBR, MBR onderzoeksobjecten van huishoudelijk afvalwater uit te breiden tot hoge concentratie organisch afvalwater (voedsel afvalwater, bier afvalwater) en moeilijk af te breken industrieel afvalwater (petrochemische afvalwater, printen en verven afvalwater, enz.), maar de behandeling van huishoudelijk afvalwater is de belangrijkste.
Wat zijn de kenmerken van het MBR-proces?
Vergeleken met traditionele biochemische waterzuiveringstechnologie heeft MBR de volgende hoofdkenmerken:
1, efficiënte vast-vloeibare scheiding, het scheidingseffect is veel beter dan de traditionele sedimentatietank, de waterkwaliteit is goed, de effluent opgeschorte vaste stoffen en troebelheid is bijna nul, kan direct worden hergebruikt, om de rioolwaterbronnen te bereiken.
2, de hoge efficiëntie van het membraan retentie-effect, zodat micro-organismen volledig worden vastgehouden in de bioreactor, om de reactor hydraulische retentietijd (HRT) en slib leeftijd (SRT) van de volledige scheiding, flexibele en stabiele werking controle te bereiken.
3, Omdat MBR zal de traditionele afvalwaterzuivering van beluchtingstank en twee bezinktanks in een, en vervang alle procesfaciliteiten van tertiaire behandeling, dus het kan sterk verminderen van de voetafdruk, besparing civiele investeringen.
4, bevorderlijk voor het behoud en de vermeerdering van nitrificerende bacteriën, hoge nitrificatie efficiëntie van het systeem. Door de verandering van de bedrijfsmodus kan het ook de functie van ammoniakverwijdering en fosforverwijdering hebben.
5, omdat de leeftijd van modder erg lang kan zijn, waardoor de afbraakefficiëntie van moeilijk afbreekbaar organisch materiaal sterk verbetert.
6、De reactor werkt onder hoge volumelading, lage slibbelasting en lange slibleeftijd, de resterende slibproductie is zeer laag, omdat de slibleeftijd oneindig lang kan zijn, kan theoretisch nul slibafvoer worden gerealiseerd.
7, het systeem maakt PLC-besturing, gemakkelijke bediening en beheer mogelijk.
Wat zijn de onderdelen van het MBR-proces?
De vaak genoemde membraanbioreactor is eigenlijk een algemene term voor drie soorten reactoren:
Beluchtingsmembraan Bioreactor (AMBR);
Extractieve membraanbioreactor (EMBR);
③ vast-vloeistof scheidingsmembraan - bioreactor (Solid/Liquid Separation MembraneBioreactor, SLSMBR, afgekort MBR).
1. Beluchtingsmembraan
Beluchtingsmembraan - Bioreactor (AMBR) met ademend dicht membraan (zoals een membraan van siliconenrubber) of microporeus membraan (zoals een hydrofoob polymeermembraan), plaat- of holle vezelcomponenten, waarbij de partiële druk van het gas lager is dan het bubbelpunt (Bubble Point) in het geval van beluchting zonder bellen kan worden bereikt in de bioreactor.
Het proces wordt gekenmerkt door een verbeterde contacttijd en zuurstofoverdrachtsefficiëntie, wat bevorderlijk is voor de beheersing van het beluchtingsproces en niet wordt beïnvloed door de factoren bubbelgrootte en verblijftijd bij traditionele beluchting.
2.Extractie membraan
Extractieve Membraan - Bioreactor, ook bekend als EMBR (Extractieve Membraan Bioreactor). Vanwege de hoge zuurgraad en alkaliteit of de aanwezigheid van toxische stoffen voor organismen, is sommige industriële afvalwater niet geschikt voor direct contact met micro-organismen te behandelen; wanneer het afvalwater vluchtige toxische stoffen bevat, als je de traditionele aerobe biologische behandeling proces, verontreinigende stoffen zijn gemakkelijk te vervluchtigen de beluchting luchtstroom met de vluchtigheid van het gas lift fenomeen optreedt, niet alleen is de behandeling effect is zeer onstabiel, maar ook leiden tot luchtvervuiling.
Om deze technische problemen op te lossen, de Britse geleerde Livingston onderzoek en ontwikkeling van de EMB. afvalwater en actief slib wordt gescheiden door het membraan, afvalwater in het membraan stroom, en bevat een soort van gespecialiseerde bacteriën actief slib in het membraan stroom, afvalwater en micro-organismen zijn niet in direct contact met de organische verontreinigende stoffen selectief kunnen worden door het membraan is de andere kant van de micro-organismen afbraak.
Aangezien de bioreactor en de afvalwaterrecyclingunit aan beide zijden van het extractiemembraan onafhankelijk van elkaar zijn, heeft de waterstroom van elke unit weinig invloed op elkaar en worden de voedingsstoffen en microbiële overlevingscondities in de bioreactor niet beïnvloed door de kwaliteit van het afvalwater, waardoor het waterzuiveringseffect stabiel is. De bedrijfsomstandigheden van het systeem, zoals HRT en SRT, kunnen binnen het optimale bereik worden geregeld om de maximale afbraak van verontreinigende stoffen te handhaven.
3. Scheidingsmembraan vaste stof-vloeistof
De membraanbioreactor voor vaste-vloeistofscheiding is de meest onderzochte membraanbioreactorklasse op het gebied van waterbehandeling. Het is een membraanscheidingsproces ter vervanging van de traditionele actiefslibmethode in de secundaire bezinktank van de waterbehandelingstechnologie. Het laat vaste organische stoffen terugvloeien in de reactor via een membraanmodule en loost vervolgens het behandelde organische water. Het type membraanscheidingsbioreactor kan worden ingedeeld op basis van de locatie van de membraanmodule en de bioreactor: geïntegreerde membraanbioreactor, discrete membraanbioreactor, samengestelde membraanbioreactor.
In de traditionele biologische afvalwaterzuiveringstechnologie wordt de scheiding van modder en water in de secundaire bezinktank uitgevoerd door de zwaartekracht en de scheidingsefficiëntie is afhankelijk van de bezinking van actief slib, hoe beter de bezinking, hoe hoger de scheidingsefficiëntie van modder en water. De bezinkingseigenschap van slib hangt af van de bedrijfsconditie van de beluchtingstank en de bedrijfsconditie van de beluchtingstank moet strikt gecontroleerd worden om de bezinkingseigenschap van slib te verbeteren, wat het toepassingsgebied van de methode beperkt. Door de vereiste vaste-vloeistofscheiding in de secundaire bezinktank kan het slib in de beluchtingstank geen hoge concentratie aanhouden, over het algemeen rond de 1,5 ~ 3,5 g/L, waardoor de biochemische reactiesnelheid wordt beperkt. De hydraulische verblijftijd (HRT) en de slibleeftijd (SRT) zijn onderling afhankelijk en het verhogen van de volumetrische belasting en het verlagen van de slibbelasting vormen vaak een tegenstelling. Het systeem produceert ook een grote hoeveelheid restslib tijdens de werking, en de afvoerkosten hiervan zijn goed voor 25% tot 40% van de bedrijfskosten van de afvalwaterzuiveringsinstallatie. Het traditionele actieve slibbehandelingssysteem is ook gevoelig voor slibuitzetting, het effluent bevat zwevende deeltjes, de verslechtering van de effluentwaterkwaliteit.
Met het oog op de bovenstaande problemen combineert MBR de membraanscheidingstechnologie in scheidingstechnieken met de traditionele biologische afvalwaterbehandelingstechnologie, waardoor de vast-vloeibaar scheidingsefficiëntie sterk verbetert; en door de toename van de concentratie actief slib in de beluchtingstank en de opkomst van effectieve bacteriën (vooral de dominante flora) in het slib, verbetert het de snelheid van de biochemische reactie; tegelijkertijd vermindert het de hoeveelheid restslib die wordt geproduceerd door de F/M-verhouding te verlagen (of zelfs 0), wat in principe de problemen oplost die bestaan bij de traditionele actief-slibmethode. Tegelijkertijd, door de F/M-verhouding te verlagen om de hoeveelheid restslibproductie te verminderen (zelfs 0), lost het in principe veel uitstaande problemen op die bestaan in de traditionele actiefslibmethode.
Wat zijn de soorten MBR-processen?
Naargelang de combinatie van membraanmodule en bioreactor kan de membraan-bioreactor worden onderverdeeld in drie basistypes: gesplitst, geïntegreerd en samengesteld. (De volgende discussies gaan allemaal over membraan-bioreactoren van het type vaste-vloeistofscheiding)
1. Type scheiding
De membraanmodule en de bioreactor worden afzonderlijk opgesteld.
De gemengde vloeistof in de bioreactor wordt door de circulatiepomp onder druk gezet en vervolgens naar het filtratiegedeelte van de membraanmodule gepompt. Onder druk passeert de vloeistof in de gemengde vloeistof het membraan en wordt het behandelde water van het systeem; vaste stoffen en macromoleculen worden door het membraan tegengehouden en stromen samen met de geconcentreerde vloeistof terug naar de bioreactor.
2. Integraal type
De membraanmodule wordt in de bioreactor geplaatst. Inlaatwater in de membraan - bioreactor, waar de meeste verontreinigende stoffen worden verwijderd door het actieve slib in het mengsel, en vervolgens onder externe druk door het membraan uit het water worden gefilterd.
Deze vorm van membraan - bioreactor te wijten aan de eliminatie van de gemengde vloeistof circulatiesysteem, en door het wegpompen van water, energieverbruik is relatief laag, neemt een compacter dan de split type, in de afgelopen jaren op het gebied van waterbehandeling heeft speciale aandacht gekregen. Maar de algemene membraan flux is relatief laag, gemakkelijk te membraan verontreiniging, membraan verontreiniging is niet gemakkelijk te reinigen en te vervangen.
3. Samengesteld
De vorm behoort ook tot de membraan - bioreactor uit één stuk, het verschil zit in de bioreactor met verpakking, waardoor een composiet membraan - bioreactor wordt gevormd, waardoor sommige eigenschappen van de reactor veranderen.
Wat zijn de gecombineerde MBR-processen?
Om afvalwater beter te zuiveren worden het A2O proces en het MBR proces vaak gecombineerd tot een nieuw systeem.
1.A2O-MBR proces
Cokesafvalwater wordt geproduceerd in het proces van coking, droge destillatie bij hoge temperatuur, gaszuivering en -terugwinning, enz. Het bevat vluchtige fenolen, polycyclische aromatische koolwaterstoffen (PAK's), zuurstof, zwavel en stikstof heterocyclische verbindingen en andere kenmerken, evenals een hoge COD-waarde, een hoge fenolwaarde en een hoog gehalte aan ammoniakstikstof.
Hoewel het A2O proces een van de meest effectieve en meest gebruikte methoden is voor de behandeling van cokeshoudend afvalwater, is het moeilijk om het effluent van dit proces te laten voldoen aan de nationale uitgebreide lozingsnormen. De opkomst van het gecombineerde A2O-MBR proces maakt gebruik van de voordelen van het membraanproces om de effluentkwaliteit verder te verbeteren.
2.A2OA-MBR proces
A2O / A-MBR proces wordt vaak gebruikt in denitrificatie en fosfor verwijdering, het proces is gebaseerd op de A2O proces en vervolgens het opzetten van een niveau van anoxische tank, afvalwater door de koolstof membraan om de biologische denitrificatie en fosfor verwijdering te voltooien, en dan het gebruik van de tweede anoxische tank voor de endogene denitrificatie, om verder te verwijderen van de TN, en dan het gebruik van membraan tanks om de rol van aërobe beluchting van het effluent te garanderen.
3.AO-MBR proces
In het AO-MBR-systeem stroomt het afvalwater dat gescheiden is van zwevende deeltjes en vuil naar de aanpassingstank om de waterkwaliteit en kwantiteit gelijk te maken en gaat dan naar de bezinktank voor scheiding van vaste en vloeibare stoffen. De heldere vloeistof van de bovenste stroom stroomt in de MBR-behandelingstank, die is ontworpen als een AO-systeem: in het voorste gedeelte wordt het influentstroomwater volledig gemengd om biologische denitrificatie uit te voeren voor stikstofverwijdering, en in het achterste gedeelte worden biologische afbraak en nitrificatie uitgevoerd, terwijl alkali wordt toegevoegd en het behandelde afvalwater direct wordt geloosd.
4.3A-MBR proces
3A-MBR proces is een membraan bioreactor technologie en de traditionele anaërobe, anoxische, aërobe proces gecombineerd met een nieuw proces, vaak gebruikt in de de-nitrogenering en de-fosforisatie van afvalwater zuivering, met nadruk op de kenmerken van biologische fosfor denitrificatie proces en elkaar bevorderen, zodat het hele systeem van fosfor denitrificatie en de verwijdering van organisch materiaal in de efficiëntie van het maximale effect.
Technische kenmerken
Verbeter de hoge concentratie actief slib in de membraanreactiepool volledig, bevorder de vorming van dominante nitrificerende bacteriegemeenschappen, verbeter de nitrificatie-efficiëntie, zodat de ammoniak- en stikstofverwijdering volledig is; door middel van automatische controle, het optimaliseren van de membraan bioreactor slib lozingstijd, redelijke controle van de leeftijd van de modder, verbetering van de concentratie van langzaam groeiende nitrificerende bacteriën, denitrificerende bacteriën en andere gespecialiseerde biochemische bacteriën in het systeem, verbetering van het effect van organische stof en fosfor verwijdering en denitrificatie; te bereiken aërobe slib lozing, om secundaire afgifte van fosfor te voorkomen. De fosforverwijderingssnelheid verbeteren.
5.A(2A)O-MBR proces
Het A(2A)O-MBR proces volgt de processtroom in de volgorde van anaëroob, het eerste anoxische, het tweede anoxische, aërobe en membraantank. Gekenmerkt door twee anoxische zones in het A2O-MBR proces, wordt de functie van de twee anoxische zones geregeld door het regelen van de influent- en retourpunten.
De waterinnamemethode bestaat uit twee punten voor waterinname in de anaerobe zone en de eerste anoxische zone. De terugvloeiingsmethode is tweepunts terugvloeiing in drie fasen, waarbij in de eerste fase de gemengde vloeistof van het membraanbad terugvloeit naar de voorkant van de aerobe zone; in de tweede fase wordt de gemengde vloeistof van de aerobe zone teruggeleid naar de eerste anoxische zone en de tweede anoxische zone; en in de derde fase wordt de gemengde vloeistof van de eerste anoxische zone gemengd teruggevoerd naar de anaerobe zone.
6.SBR-MBR proces
SBR-MBR proces is een combinatie van SBR en MBR tot een proces met de voordelen van beide vormen, SBR is een verbeterde actief slib behandeling proces, het gebruik van membraan componenten van de retentie en filtratie, de reactie van de micro-organismen in de reactie kan maximaal worden gereproduceerd, bevorderlijk voor de groei van nitrificerende bacteriën, slib biologische activiteit, adsorptie en afbraak van organische stoffen met een hoge capaciteit.
SBR-MBR proces heeft vijf systemen van influent, anaërobe, aërobe en sedimentatie, SBR en MBR werken aan de voorwaarden voor biologische defosforisatie en stikstofverwijdering te bieden, en kan ook worden geregeld volgens de noodzaak om te gaan met verschillende afvalwaters, het gebruik van membraanscheiding van drainage water, de efficiëntie van afvalwaterzuivering te verbeteren, maar bespaart ook tijd.
| Fosfonaten Antiscalants, corrosieremmers en chelaatvormers | |
| Amino Trimethyleen Fosfonzuur (ATMP) | CAS-nr. 6419-19-8 |
| 1-Hydroxy Ethylideen-1,1-Difosfonzuur (HEDP) | CAS-nr. 2809-21-4 |
| Ethyleendiaminetetra (methyleenfosfonzuur) EDTMPA (vast) | CAS-nr. 1429-50-1 |
| Diethyleen Triamine Penta (methyleen fosfonzuur) (DTPMPA) | CAS-nr. 15827-60-8 |
| 2-Fosfonobutaan -1,2,4-tricarbonzuur (PBTC) | CAS-nr. 37971-36-1 |
| 2-Hydroxy Fosfoazijnzuur (HPAA) | CAS-nr. 23783-26-8 |
| HexaMethyleenDiamineTetra (methyleenfosfonzuur) HMDTMPA | CAS-nr. 23605-74-5 |
| Polyamino Polyether Methyleen Fosfonzuur (PAPEMP) | |
| Bis(HexaMethyleen Triamine Penta (Methyleen Fosfonzuur)) BHMTPMP | CAS-nr. 34690-00-1 |
| Hydroxyethylamino-Di(Methyleen Fosfonzuur) (HEMPA) | CAS-nr. 5995-42-6 |
| Zouten van fosfonaten | |
| Tetra-natriumzout van aminotrimethyleenfosfonzuur (ATMP-Na4) | CAS-nr. 20592-85-2 |
| Pentanatriumzout van aminotrimethyleenfosfonzuur (ATMP-Na5) | CAS-nr. 2235-43-0 |
| Mononatrium van 1-Hydroxy Ethylideen-1,1-Difosfonzuur (HEDP-Na) | CAS-nr. 29329-71-3 |
| (HEDP-Na2) | CAS-nr. 7414-83-7 |
| Tetra Natriumzout van 1-Hydroxy Ethylideen-1,1-Difosfonzuur (HEDP-Na4) | CAS-nr. 3794-83-0 |
| Kaliumzout van 1-Hydroxy Ethylideen-1,1-Difosfonzuur (HEDP-K2) | CAS-nr. 21089-06-5 |
| Ethyleen Diamine Tetra (Methyleen Fosfonzuur) Pentanatriumzout (EDTMP-Na5) | CAS-nr. 7651-99-2 |
| Hepta natriumzout van diethyleentriamine penta (methyleenfosfonzuur) (DTPMP-Na7) | CAS-nr. 68155-78-2 |
| Natriumzout van diethyleentriaminepenta (methyleenfosfonzuur) (DTPMP-Na2) | CAS-nr. 22042-96-2 |
| 2-Fosfonobutaan -1,2,4-tricarbonzuur, natriumzout (PBTC-Na4) | CAS-nr. 40372-66-5 |
| Kaliumzout van hexaMethyleenDiamineTetra (methyleenfosfonzuur) HMDTMPA-K6 | CAS-nr. 53473-28-2 |
| Gedeeltelijk geneutraliseerd natriumzout van bishexamethyleentriamine penta (methyleenfosfonzuur) BHMTPH-PN(Na2) | CAS-nr. 35657-77-3 |
| Polycarboxylhoudend antiscalant en dispergeermiddel | |
| Polyacrylzuur (PAA) 50% 63% | CAS-nr. 9003-01-4 |
| Polyacrylzuur natriumzout (PAAS) 45% 90% | CAS-nr. 9003-04-7 |
| Gehydroliseerd polymaleïnezuuranhydride (HPMA) | CAS-nr. 26099-09-2 |
| Copolymeer van Maleïnezuur en Acrylzuur (MA/AA) | CAS-nr. 26677-99-6 |
| Acrylzuur-2-acrylamido-2-methylpropaan-sulfonzuur copolymeer (AA/AMPS) | CAS-nr. 40623-75-4 |
| TH-164 Fosfinocarbonzuur (PCA) | CAS-nr. 71050-62-9 |
| Biologisch afbreekbaar antiscalant en dispergeermiddel | |
| Natrium van polyepoxysuccinezuur (PESA) | CAS-nr. 51274-37-4 |
| CAS-nr. 109578-44-1 | |
| Natriumzout van polyasparaginezuur (PASP) | CAS-nr. 181828-06-8 |
| CAS-nr. 35608-40-6 | |
| Biocide en algicide | |
| Benzalkoniumchloride (Dodecyl Dimethyl Benzylammoniumchloride) | CAS-nr. 8001-54-5, |
| CAS-nr. 63449-41-2, | |
| CAS-nr. 139-07-1 | |
| Isothiazolinonen | CAS-nr. 26172-55-4, |
| CAS-nr. 2682-20-4 | |
| Tetrakis(hydroxymethyl)fosfoniumsulfaat (THPS) | CAS-nr. 55566-30-8 |
| GLUTAARALDEHYDE | CAS-nr. 111-30-8 |
| Corrosieremmers | |
| Natriumzout van tolyltriazool (TTA-Na) | CAS-nr. 64665-57-2 |
| Tolyltriazool (TTA) | CAS-nr. 29385-43-1 |
| Natriumzout van 1,2,3-benzotriazool (BTA-Na) | CAS-nr. 15217-42-2 |
| 1,2,3-benzotriazool (BTA) | CAS-nr. 95-14-7 |
| Natriumzout van 2-Mercaptobenzothiazool (MBT-Na) | CAS-nr. 2492-26-4 |
| 2-Mercaptobenzothiazool (MBT) | CAS-nr. 149-30-4 |
| Zuurstofvanger | |
| Cyclohexylamine | CAS-nr. 108-91-8 |
| Morfoline | CAS-nr. 110-91-8 |
| Andere | |
| Natrium Diethylhexyl Sulfosuccinaat | CAS-nr. 1639-66-3 |
| Acetylchloride | CAS-nr. 75-36-5 |
| TH-GC groene chelaatvormer (glutaminezuur, N,N-diazijnzuur, natriumtetrazout) | CAS-nr. 51981-21-6 |