在处理污水中,膜生物反应器MBR的工作原理是怎样的?
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发布时间：2022-10-16 12:45
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热心网友
时间：2023-10-19 02:56
由于膜的过滤作用，微生物被完全截留在MBR膜生物反应器中，实现了水力停留时间与活性污泥泥龄的彻底分离，消除了传统活性污泥法中污泥膨胀问题。膜生物反应器具有对污染物去除效率高、硝化能力强，可同时进行硝化、反硝化、脱氮效果好、出水水质稳定、剩余污泥产量低、设备紧凑、占地面积少(只有传统工艺的1/3-1/2)、增量扩容方便、自动化程度高、操作简单等优点。
热心网友
时间：2023-10-19 02:56
MBR膜工作原理概述：
在传统的污水生物处理技术中，泥水分离是在二沉池中靠重力作用完成的，其分离效率依赖于活性污泥的沉降性能，沉降性越好，泥水分离效率越高。而污泥的沉降性取决于曝气池的运行状况，改善污泥沉降性必须严格控制曝气池的操作条件，这*了该方法的适用范围。由于二沉池固液分离的要求，曝气池的污泥不能维持较高浓度，一般在1.5~3.5gL左右，从而*了生化反应速率。水力停留时间（HRT）与污泥龄（SRT）相互依赖，提高容积负荷与降低污泥负荷往往形成矛盾。系统在运行过程中还产生了大量的剩余污泥，其处置费用占污水处理厂运行费用的25%~40%。传统活性污泥处理系统还容易出现污泥膨胀现象，出水中含有悬浮固体，出水水质恶化。
MBR工艺通过将分离工程中的膜分离技术与传统废水生物处理技术有机结合，不仅省去了二沉池的建设，而且大大提高了固液分离效率，并且由于曝气池中活性污泥浓度的增大和污泥中特效菌（特别是优势菌群）的出现，提高了生化反应速率。同时，通过降低F/M比减少剩余污泥产生量（甚至为零），从而基本解决了传统活性污泥法存在的许多突出问题。
MBR膜组件工作原理：
像在任何其他反应堆中一样，MBR膜内的流体动力学（或混合）在确定MBR内的污染物去除和结垢控制中起着重要作用。它对MBR的能量使用和尺寸要求有重大影响，因此MBR的整个生命周期成本很高。
流体元素在MBR中停留的时间长度（即停留时间分布或RTD）极大地影响了污染物的去除。的停留时间分布是的描述流体力学 /系统中的混合，并通过MBR的设计（例如MBR大小，入口/再循环流速，壁/挡板/混合器/曝气机定位，混合能量输入）被确定。混合效果的一个例子是，连续搅拌釜反应器的单位体积反应器污染物转化率不会像活塞流反应器那样高。
如前所述，结垢的控制主要是使用粗气泡曝气进行的。气泡在膜周围的分布，在膜表面上用于去除滤饼的剪切力以及气泡的大小受系统的混合/ 流体动力学的很大影响。系统内的混合也会影响可能的污垢的产生。例如，未完全混合的容器（即活塞流反应器）更容易受到冲击载荷的影响，冲击载荷可能导致细胞裂解和可溶性微生物产物的释放。
许多因素影响废水处理过程的流体动力学，从而影响MBR。这些范围从物理性质（例如混合物流变学和气体/液体/固体密度等）到流体边界条件（例如入口/出口/循环流量，挡板/混合器位置等）。但是，许多因素是MBR特有的，这些因素涵盖了滤池的设计（例如，膜类型，归因于膜的多个出口，膜的堆积密度，膜的方向等）及其操作（例如，膜松弛，膜反冲洗等）。
应用于MBR的混合建模和设计技术与用于常规活性污泥系统的技术非常相似。它们包括相对快速，容易的分区建模技术，该技术仅会得出过程（例如MBR）或过程单元（例如膜过滤容器）的RTD，并依赖于每个子单元混合特性的广泛假设。 计算流体动力学另一方面，建模（CFD）并不依赖于混合特性的广泛假设，而是试图从基本水平上预测流体动力学。它适用于所有规模的流体流动，并且可以揭示有关过程中混合的许多信息，范围从RTD到膜表面的剪切曲线。
膜在MBR废水处理过程中，通过微滤（MF）或超滤（UF）膜实现固液分离。膜只是一种二维材料，通常用于根据流体的相对大小或电荷将其分离。膜仅允许运输特定化合物的能力称为半渗透性（有时也具有渗透选择性）。这是一个物理过程，其中分离的成分在化学上保持不变。通过膜孔的成分称为渗透物，而被拒绝的成分形成浓缩物或截留物。
