MBBR工艺介绍和优缺点(35页).doc
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1、-MBBR工艺介绍和优缺点MBBR是移动床反应器 MBBR工艺原理是通过向反应器中投加一定数量的悬浮载体,提高反应器中的及生物种类,从而提高反应器的处理效率。由于密度接近于水,所以在曝气的时候,与水呈完全混合状态,微生物生长的环境为气、液、固三相。载体在水中的碰撞和剪切作用,使空气气泡更加细小,增加了氧气的利用率。另外,每个载体内外均具有不同的生物种类,内部生长一些或兼氧菌,外部为好养菌,这样每个载体都为一个微型反应器,使和反同时存在,从而提高了处理效果。 MBBR工艺兼具传统和两者的优点,是一种新型高效的方法,依靠内的曝气和水流的提升作用使载体处于流化状态,进而形成悬长的和附着生长的,这就使
2、得移动床使用了整个反应器空间,充分发挥附着相和悬浮相生物两者的优越性,使之,相互补充。与以往的不同的是,悬浮能与污水频繁多次接触因而被称为“移动的生物膜”。 MBBR的主要特点是: 处理负荷高; 氧化池容积小,降低了投资; MBBR工艺中可不需要回流设备,不需反冲洗设备,减少了设备投资,操作简便,降低了污水的运行成本; MBBR工艺产率低,降低了处置费用; MBBR工艺中不需要填料支架,直接投加,节省了安装时间和费用。生物(Moving Bed Biofilm Reactor Process简称MBBR法)是生长生物膜的载体层在废水中不断流动的。载体是中空,长57mm,直径10mm,内部有十字
3、支撑,外部有翅片,密度0.95gcm2,空隙率88,可供生物膜附着的约 800 m2m3,能给微生物提供良好的生长环境;填充率可高达67%,可在好氧操作下以空气搅拌,或在兼/操作下以机械搅拌,使生物接触材在水中均匀的悬浮流动。这种载体的特殊形状使微生物在有保护的载体内表面生长而去除废水中的 BOD5。生物运用的基本原理,并结合了传统的优点,而又超越了及的缺点及限制。(PVDF)的应用取代传统中的,进行固液分离,有效的达到了泥水分离的目的。膜的高效截留作用,可以使生物池中的浓度大大提高,使生化效率大大增强,有效去除、磷及难于降解的大分子有机物。 生物系统有如下优点: 省地:占地仅为传统方法的五分
4、之一至十分之一,并取消了。将传统的“初沉、生化及二沉”三个步骤合为一个步骤; 省时:比传统方法快一倍,只需26小时; 无须回流或循环反冲洗;产量极少; 操作简单:过程可实现自动化,易于操作和控制; 不会堵塞:载体生物(Biomass)在中不断脱落,避免堵塞。 稳定的,生物易恢复活力:生物在改变温度和pH值,或受毒害作用下也能很快恢复活力,使处理效果稳定。 配置灵活:生化池的设计弹性大,可根据处理要求和空间大小采用不同的配置方式; 已建污水系统的改造、升级及扩充十分方便; 投资费用及运行成本更低; 水质更稳定,不受系统中水质波动的影响;出水更洁净,产水和接近于零,可以直接回用。mbbr流化床生物
5、膜反应器MBBR(Moving Bed Biofilm Reactor)MBBR工艺原理是运用生物膜法的基本原理,充分利用了活性污泥法的优点,有克服了传统活性污泥法及固定式生物膜法的缺点。该方法通过向反应器中投加一定数量的悬浮载体,提高反应器中的生物量及生物种类,从而提高反应器的处理效率。由于填料密度接近于水,所以在的时候,与水呈完全混合状态,微生物生长的环境为气、液、固三相。载体在水中的碰撞和剪切作用,使空气气泡更加细小,增加了氧气的利用率。另外,每个载体内外均具有不同的生物种类,内部生长一些厌氧菌或兼氧菌,外部为好养菌,这样每个载体都为一个微型反应器,使和同时存在,从而提高了处理效果。MB
6、BR的主要特点MBBR工艺兼具传统流化床和生物接触氧化法两者的优点,是一种新型高效的污水处理方法,依靠曝气池内的曝气和水流的提升作用使载体处于流化状态,进而形成悬浮生长的活性污泥和附着生长的生物膜,这就使得移动床生物膜使用了整个反应器空间,充分发挥附着相和悬浮相生物两者的优越性,使之扬长避短,相互补充。与以往的填料不同的是,悬浮填料能与频繁多次接触因而被称为“移动的生物膜”。流化床生物膜反应器工艺(MBBR)技术的关键在于研究开发了比重接近于水,轻微搅拌下易于随水自由运动的生物填料,它具有有效比表面积大,适合微生物吸附生长的特点,适用性强,应用范围广,既可用于有机物去除,也可用于脱氮除磷;既可
7、用于新建的污水处理厂,更可用于现有污水处理厂的工艺改造和升级换代。流化床生物膜反应器工艺优势(1)容积负荷高,紧凑省地特别对现有污水处理厂(设施)升级改造效果显著,不增加用地面积仅需对现有设施简单改造,污水处理能力可增加2-3倍,并提高出水水质。流化床生物膜工艺占地20-30%。(2)耐冲击性强,性能稳定,运行可靠 。冲击负荷以及温度变化对流动床工艺的影响要远远小于对活性污泥法的影响。当污水成分发生变化或污水毒性增加时,生物膜对此受力很强。(3)搅拌和曝气系统操作方便,维护简单 。曝气系统采用穿孔曝气管系统,不易堵塞。搅拌器采用香蕉型的搅拌叶片,外形轮廓线条柔和,不损坏填料。整个搅拌和曝气系统
8、很容易维护管理。(4)生物池无堵塞,生物池容积得到充分利用,没有死角。由于填料和水流在生物池的整个容积内都能得到混合,从根本上杜绝了生物池的堵塞可能,因此,池容得到完全利用。(5)灵活方便。工艺的灵活性体现在两个方面。一方面,可以采用各种池型(深浅方圆都可),而不影响工艺的处理效果。另一方面,可以很灵活的选择不同的填料填充率,达到兼顾高效和远期扩大处理规模而无需增大池容的要求。对于原有活性污泥法处理厂的改造和升级,流化床生物膜工艺可以很方便的与原有的工艺有机结合起来,形成活性污泥-生物膜集成工艺或流化床活性污泥组合工艺。(6)使用寿命长。优质耐用的生物填料,曝气系统和出水装置可以保证整个系统长
9、期使用而不需要更换,折旧率低。流化床生物膜反应器工艺特征生物填料在反应器中的填充率可达67%;在好氧反应器中,曝气使生物填料随反应器中水团在整个反应器中流动(或悬浮);在厌氧反应器中,搅拌使生物填料随反应器中水团在整个反应器中流动(或悬浮);工艺物理要素:池体(各种形状和材质),填料,混合设施(曝气或潜水混合),出水装置(各种形式的筛网)。为使污水经过一定方法处理后,达到设定的某些标准,排入水体、排入某一水体或再次使用等的采取的某些措施或者方法等。现代污,按处理程度划分,可分为一级、二级和三级处理。 一级处理,主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质,物理处理法大部分只能完成一级处理的要求。经过
10、一级处理的污水,BOD一般可去除30%左右,达不到。一级处理属于二级处理的预处理。 二级处理,主要去除污水中呈和溶解状态的有机污染物质(BOD,COD物质),去除率可达90%以上,使有机污染物达到。 三级处理,进一步处理难降解的有机物、氮和磷等能够导致的可溶性等。主要方法有生物脱氮除磷法,混凝沉淀法,砂率法,法,和电渗分析法等。 整个过程为通过粗格删的原污水经过污水提升泵提升后,经过格删或者筛率器,之后进入,经过砂水分离的污水进入初次,以上为一级处理(即物理处理),初沉池的出水进入生物处理设备,有和,(其中的反应器有,等,包括、生物转盘、和生物),生物处理设备的出水进入二次,的出水经过消毒排放
11、或者进入三级处理,一级处理结束到此为二级处理,三级处理包括生物脱氮除磷法,混凝沉淀法,砂滤法,法,和法。的污泥一部分回流至初次或者生物处理设备,一部分进入池,之后进入污泥消化池,经过脱水和干燥设备后,污泥被最后利用。 各个处理的能耗分析 1污水提升 进入的污水经过粗格删进入污水提升,之后被提升至的前池。水泵运行要消耗大量的能量,占污水厂运行总能耗相当大的比例,这与污水流量和要提升的有关。 2 沉砂池的功能是去除比重较大的无机颗粒。沉砂池一般设于前、前,以便减轻无机颗粒对水泵、管道的磨损;也可设于初沉池前,以减轻沉淀池负荷及改善的处理条件。常用的沉砂池有平流沉砂池、多尔沉砂池和钟式沉砂池。 沉砂
12、池中需要能量供应的主要是砂水和吸砂机,以及的曝气系统,多尔沉砂池和钟式沉砂池的。 3初次沉淀池 初次沉淀池是一级的主题处理,或作为二级的预处理构筑物设在生物处理构筑物的前面。处理的对象是SS和部分BOD5,可改善生物处理构筑物的运行条件并降低其BOD5负荷。初沉池包括平流沉淀池,辐流沉淀池和竖流沉淀池。 初沉池的主要能耗设备是排泥装置,比如链带式刮泥机,刮泥撇渣机,吸泥泵等,但由于排泥周期的影响,初沉池的能耗是比较低的。 4生物处理构筑物 污水生物处理单元过程耗能量要占污水厂直接能耗相当大的比例,它和的单元过程耗能量之和占污水厂直接能耗的60%以上。的曝气系统的曝气要消耗大量的电能,其基本上是
13、联系运行的,且功率较大,否则达不到较好的曝气效果,处理效果也不好。处理工艺安装的曝气机也是能耗很大的设备。处理设备和活性污泥法相比能耗较低,但目前应用较少,是以后需要大力推广的处理工艺。 5二次沉淀池 二次沉淀池的能力消耗主要是在污泥的抽吸和污明漂浮物的去除上,能耗比较低。 6 污泥处理工艺中的浓缩池,干燥都要消耗大量的电能,污泥处理单元的能量消耗是相当大的,这些设备的电耗功率都很大。针对各个处理构筑物的节能途径 1污水提升 污水提升泵房要节省能耗,主要是考虑污水提升泵如何进行电能节约,正确科学的选泵,让水泵工作在高效段是有效的手段,合理利用地形,减少污水的提升高度来降低水泵N也是有效的办法,
14、定期对水泵进行维护,减少摩擦也可以降低电耗。 2沉砂池 采用平流沉砂,避免采用需要动力设备的沉砂池,如平流沉砂池。采用重力排砂,避免使用机械排砂,这些措施都可大大节省能耗。 3初次沉淀池 初次沉淀池的能耗较低,主要能量消耗在排泥设备上,采用法无疑会明显降低能量的消耗。 4生物处理构筑物 国外的学者通过能耗和费用效益分析比较了生物处理,他们认为处理设施大部分的能量消耗是发生在电机这类单一的设备上,因而节能应从提高全厂、选择高效机电设备及减少高峰用电要求等方面入手。他们提出的节能措施既包括改善电机的电气性能,也包括解决运转的工艺问题,还包括污水厂产物中的能量回收(Energy Recovery)。
15、 曝气系统的能耗相当大,对曝气系统能耗能效的研究总是涉及到曝气设备的改造和革新。新型的曝气设备虽然层出不穷,但目前仍然可划分为2类:第1种是采用淹没式的多孔扩散头或空气产生空气泡将氧气传递进水溶液的方法,第2种是采用机械方法搅动污水促使大气中的氧溶于水的方法。微孔曝气,曝气扩散头的布局和曝气系统的调节这些都是节能的有效措施。在传统活性污泥处理厂中辟出前端区,用淹没式混合的节能、生物除磷方案。这一简单的改造可以节省近20%的曝气能耗,如果算上混合用能,节能也达到12%。的应用于污水处理节能,曝气系统进行阶段曝气,存在浓度,既减少了能耗,又可以改善处理效果,减少污泥量。 生物膜法处理工艺采用处理可
16、以明显降低能量的消耗。 5二次沉淀池 二次沉淀池中对排泥设备的研究和排泥方式的改善是降低能耗的有效方法。 6污泥处理 污泥处理系统节能研究主要集中于污泥处理的能量回收。从污水污泥有机污染物中回收能量用于处理过程早在上世纪初就已投入实践,但之前一直不受重视。目前有两种回收途径:一是污泥消化气利用,一是污泥焚烧热的利用。 消化气性质稳定、易于贮存,它可通过或转化为或电能,废热还可回收于消化污泥加热。因此利用消化气能解决污水厂不同程度的能量自给问题。林荣忱等人比较了和两种利用形式,认为能量利用率高,具有很好的发展前途。对消化气的最大化利用是提高能效的主要方式。组并网发电的研究和应用在国内已有应用实例
17、,是大型污水处理厂的沼气综合利用的可行途径。 另外一种能量回收方式是将城市焚烧场建在污水处理厂旁,将固废与污水污泥一起焚烧,获得的电能用于处理厂的运转。 的能耗分析研究与节能技术和手段的发展往往并不同步。由于污水处理能量平衡研究的欠缺,节能措施的制订和实施常常超前。而多数节能途径和手段常常由处理厂的操作管理人员结合各处理设施实际情况提出,具有经验性和个别性,不一定能适用于其他污水厂甚至是工艺相似的污水厂;另一方面,从广义上说,污水处理学科领域的、和新设备的使用都蕴涵着节能增效的潜力,因而节能的途径和手段往往是很宽泛的。 国内外厂发展概况 水是经济发展和社会可持续发展的一个重要因素。随着的不断扩
18、大和人口的增加,水环境污染成了一大难题。城市污水是目前江河湖泊水域污染的重要原因,是制约许多城市可持续发展的主要原因之一。“环境保护”是我国的,中国可持续发展的战略与对策制定的2000年治理目标,要求城市污水集中处理率达20%。目前,我国正处于事业的大发展时期,尤其随着国家的实施,中国中西部环境与生态保护已被提上首要议事日程。 城市自200年前以来,越来越受到人们的重视。城市污水处理率已成为一个地区文明与否的一个重要标志。近200年来,城市污水处理已从原始的自然处理、简单的一级处理发展到利用各种先进技术、深度处理污水,并回用。处理工艺也从传统活性污泥法、工艺发展到A/O、A2/O、AB、SBR
19、(包括CCAS工艺)等多种工艺,以达到不同的出水要求。我国城市污水处理相对于国外发达国家、起步较晚,目前城市污水处理率只有6.7%。在我们大力引起国外先进技术、设备和经验的同时,必须结合我国发展,尤其是当地实际情况,探索适合我国实际的城市污水处理系统。 结合我国实际情况,参考国外先进技术和经验,建设城市污水处理厂应符合以下几个发展方向: (1)总投资省。我国是一个发展中国家,经济发展所需资金非常庞大,因此严格控制总投资对国民经济大有益处。 (2)运行费用低。运行费用是污水处理厂能否正常运行的重要因素,是评判一套工艺优劣的主要指标之一。 (3)占地省。我国人口众多,人均极其紧缺。是我国许多和规划
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