如提高流體的膜面流速, 改善膜面附近料液的流體力學條件。減少濃差極化,使被截留的溶質(zhì)及時被帶走,能有效降低膜的污染,堅持較高的膜通量。黃霞、何義亮分別采用PA N平板式超濾膜、PA N/PS管式膜組件考察不同膜面循環(huán)流速下污泥濃度對膜通量的影響,發(fā)現(xiàn)MLSS對膜通量的影響水平與膜面循環(huán)流速有關(guān)。大量試驗標明:污泥過膜流態(tài)為層流,遠比紊流時易于堵塞,因此從理論上確定不同污泥濃度下紊流發(fā)生的最小膜面流速(Vmin有重要意義。邢傳宏、彭躍蓮研究均發(fā)現(xiàn):最小膜面流速與污泥濃度之間呈良好的線性關(guān)系。但他對臨界膜面流速的計算值可能偏高,因為污泥沿流道流動的過程中,水同時透過膜流出,增加了流體在垂直方向的紊動,從而在一定水平上降低了下臨界雷諾數(shù)(Rek
膜生物反應(yīng)器作為中水回用技術(shù)將會愈來愈具有經(jīng)濟、技術(shù)上的競爭優(yōu)勢。預(yù)計中水回用將是MBR國推廣應(yīng)用的主要方向。目前我國膜生物反應(yīng)器在中水回用中的應(yīng)用實例尚少, 膜生物反應(yīng)器(MBR一種由膜分離單元與生物處置單元相結(jié)合的新型水處理技術(shù)。需結(jié)合我國的經(jīng)濟發(fā)展水平和MBR工藝的特點,進一步加強研究以推動其工程化應(yīng)用的進程。
與傳統(tǒng)的生化處置技術(shù)相比,MBR具有以下主要特點:處置效率高、出水水質(zhì)好;設(shè)備緊湊、占地面積小;易實現(xiàn)自動控制、運行管理簡單。80年代以來,該技術(shù)愈來愈受到重視,成為水處置技術(shù)研究的一個熱點。目前,膜生物反應(yīng)器已應(yīng)用于美國、德國、法國、日本和埃及等十多個國家,處置規(guī)模在613000m3/d
1MBR國的應(yīng)用現(xiàn)狀
膜生物反應(yīng)器在國內(nèi)已進入了實用化階段。MBR系統(tǒng)的處置對象從生活污水擴展到高濃度有機廢水和難降解工業(yè)廢水, 近兩年來。如制藥廢水、化工廢水、食品廢水、屠宰廢水、煙草廢水、豆制品廢水、糞便污水、黃泔污水等。從目前的趨勢看,中水回用將是MBR國推廣應(yīng)用的主要方向。表1列舉了MBR國的應(yīng)用實例及處理效果。這些應(yīng)用實例標明:MBR對生活污水、高濃度有機廢水與難降解工業(yè)廢水的處置效果良好。
2MBR中水回用中的經(jīng)濟分析
MBR處置工業(yè)廢水的一次性投資通常在400010000元/m3應(yīng)用于中水回用系統(tǒng)的MBR規(guī)模為10500m3/d一次性投資為25005000元/m3處置規(guī)模越大, 根據(jù)污水水量、水質(zhì)及處置難易程度的不同。單位處置污水量的一次性投資越低。本文以處置規(guī)模為240m3/d回用系統(tǒng)做一初步的技術(shù)經(jīng)濟分析。
2.1不同MBR系統(tǒng)的費用分析
包括兩部分:MBR系統(tǒng)的工程建設(shè)費用及運行費用。 采取費用比較法進行3類MBR系統(tǒng)的經(jīng)濟分析。
工程建設(shè)費用=基建費用(建筑工程費+設(shè)備購置及安裝費+不可預(yù)見工程費)+膜的購置費用。運行費用=設(shè)備折舊費用(以10a計)+膜更換費用+動力費用+其他費用(人員工資+維修清洗費)3類MBR系統(tǒng)的建筑工程費和運行費用分別見表2表3技術(shù)設(shè)計費用均未考慮)從表2表3可以看出:13類MBR系統(tǒng)的一次性投資費用大小依次為:無機膜MBR>一體式MBR>分離式MBR2運行費用大小依次為:無機膜MBR>分離式MBR>一體式MBR
一體式MBR與分離式MBR一次性投資基本相當, 3影響MBR系統(tǒng)運行費用的主要因素是動力費用與膜的更換費用。膜的更換費用是影響一體式MBR系統(tǒng)運行費用的關(guān)鍵因素;而動力費用是影響分離式MBR系統(tǒng)運行費用的關(guān)鍵因素。3種MBR系統(tǒng)的建筑工程費用中。而一體式MBR運行費用為分離式MBR75%國是缺水國家,南方地區(qū)缺水更為嚴重,許多鄉(xiāng)村不得不采取限量供水和超量用水加倍收費等措施。因此,中水回用對于合理用水和節(jié)約水資源勢在必行。以北京市2000年供水價格為例,居民生活用水價格為1.8元/m3賓館、洗車、洗浴等行業(yè)供水價格為3.05.0元/m3一體式膜生物反應(yīng)器總運行利息為1.9元/m3用于中水回用具有明顯的競爭優(yōu)勢。同時可節(jié)省水資源,具有環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。同時可以檢查中國污水處置工程網(wǎng)更多技術(shù)文檔。
對MBR系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟分析的結(jié)論存在較大的差異。主要是由于在MBR系統(tǒng)設(shè)計中, 2.2影響MBR技術(shù)經(jīng)濟評價的相關(guān)因素分析目前。對膜的處置能力(膜通量)與膜使用壽命的估計存在很大的差異,直接影響對膜生物反應(yīng)器的經(jīng)濟評價。表2中,一體式MBR國產(chǎn)膜)膜通量設(shè)定為8.33L/m2h膜的使用壽命為2a膜價格為150元/m2下文僅討論膜通量、膜的使用壽命及膜價格的單因素變化對一體式膜生物反應(yīng)器運行費用的影響,統(tǒng)計結(jié)果見圖1圖2和圖3
膜質(zhì)量的提高和膜制造成本的降低, 從圖1圖3可以得出:膜通量的提高、膜壽命的延長、膜價格的降低中任何單一因素的研究進展均會大幅度降低MBR運行費用。隨著膜制造技術(shù)的進步。MBR投資與運行費用也會隨之大幅度降低。如聚乙烯中空纖維膜等新型膜材料的開發(fā)已使其成本有很大降低。據(jù)估算,膜還有相當大的降價空間,未來的35a內(nèi),隨著膜材料的改進和生產(chǎn)規(guī)模的擴大,膜價格有望降為目前的40%60%隨著膜性能的提高、使用壽命的延長與膜價格的降低,MBR運行費用有望降低到1.0元/m3左右。
3影響MBR應(yīng)用的關(guān)鍵課題研究
因此, 由于膜通量的提高、膜壽命的延長會大幅度降低MBR運行費用。保證出水水質(zhì)的前提下,膜通量應(yīng)盡可能大,這樣可減少膜的使用面積,降低基建費用與運行費用。因此控制膜污染,堅持較高的膜通量,MBR研究的重要內(nèi)容。而膜通量與膜材料、操作方式、水力條件等因素密切相關(guān)。
3.1膜的選擇
國內(nèi)MBR系統(tǒng)普遍采用有機膜。常用的膜資料為聚乙烯、聚丙烯等。分離式MBR通常采用超濾膜組件, 現(xiàn)有膜可分為有機膜和無機膜兩種。由于較高的投資利息限制了無機膜生物反應(yīng)器在國的廣泛應(yīng)用。截留分子量一般在230萬。截留分子量越大,初始膜通量越大,但臨時運行膜通量未必越大。張洪宇進行無機膜的通量衰減試驗標明:孔徑0.2μm膜比0.8μm膜更適合于MBR何義亮用PES平板膜組件進行膜通量衰減規(guī)律的研究發(fā)現(xiàn):該試驗條件下,膜初始通量衰減主要是由于濃差極化引起,膜截留分子量愈小,通量衰減率愈大;膜長期運行的通量衰減主要是由于膜污染引起,膜截留分子量愈大,通量衰減幅度愈大,化學清洗恢復(fù)率愈低。對于淹沒式MBR既可用超濾膜,也可使用微濾膜。由于膜表面的凝膠層也起到過濾作用,處置生活污水時,微濾膜與超濾膜的出水水質(zhì)沒有明顯差異,因此淹沒式MBR多采用0.10.4μm微濾膜。
3.2操作方式的優(yōu)化
其物化性質(zhì)也就基本確定了操作方式就成為影響膜污染的主要因素。為了減緩膜污染, 當膜資料選定后。反沖洗是維持分離式MBR穩(wěn)定運行的重要操作,樊耀波通過確定最佳反沖洗周期,使分離式MBR膜通量達到60L/m2h針對抽吸淹沒式MBR山本提出間歇式抽吸方式可有效減緩膜污染。桂萍通過研究進一步指出:縮短抽吸時間或延長停吸時間和增加曝氣量均有利于減緩膜污染,抽吸時間對膜阻力的上升影響最大,曝氣量其次。
混合液本身的過濾性能, 不只污泥濃度、混合液粘度等影響膜通量。如活性污泥性狀,生物相也影響膜通量的衰減。有研究表明:粉末活性炭與絮凝劑的加入有助于改善泥水分離性能,形成體積更大、粘性更小的污泥絮體,減少了膜堵塞的機會。但絮凝劑的過量加入會使污泥活性受到抑制,影響反應(yīng)器的處置能力和處理效果。
3.3水力學特性的改善


