如提高流体的膜面流速, 改善膜面附近料液的流体力学条件。减少浓差极化,使被截留的溶质及时被带走,能有效降低膜的污染,坚持较高的膜通量。黄霞、何义亮分别采用PA N平板式超滤膜、PA N/PS管式膜组件考察不同膜面循环流速下污泥浓度对膜通量的影响,发现MLSS对膜通量的影响水平与膜面循环流速有关。大量试验标明:污泥过膜流态为层流,远比紊流时易于堵塞,因此从理论上确定不同污泥浓度下紊流发生的最小膜面流速(Vmin有重要意义。邢传宏、彭跃莲研究均发现:最小膜面流速与污泥浓度之间呈良好的线性关系。但他对临界膜面流速的计算值可能偏高,因为污泥沿流道流动的过程中,水同时透过膜流出,增加了流体在垂直方向的紊动,从而在一定水平上降低了下临界雷诺数(Rek
膜生物反应器作为中水回用技术将会愈来愈具有经济、技术上的竞争优势。预计中水回用将是MBR国推广应用的主要方向。目前我国膜生物反应器在中水回用中的应用实例尚少, 膜生物反应器(MBR一种由膜分离单元与生物处置单元相结合的新型水处理技术。需结合我国的经济发展水平和MBR工艺的特点,进一步加强研究以推动其工程化应用的进程。
与传统的生化处置技术相比,MBR具有以下主要特点:处置效率高、出水水质好;设备紧凑、占地面积小;易实现自动控制、运行管理简单。80年代以来,该技术愈来愈受到重视,成为水处置技术研究的一个热点。目前,膜生物反应器已应用于美国、德国、法国、日本和埃及等十多个国家,处置规模在613000m3/d
1MBR国的应用现状
膜生物反应器在国内已进入了实用化阶段。MBR系统的处置对象从生活污水扩展到高浓度有机废水和难降解工业废水, 近两年来。如制药废水、化工废水、食品废水、屠宰废水、烟草废水、豆制品废水、粪便污水、黄泔污水等。从目前的趋势看,中水回用将是MBR国推广应用的主要方向。表1列举了MBR国的应用实例及处理效果。这些应用实例标明:MBR对生活污水、高浓度有机废水与难降解工业废水的处置效果良好。
2MBR中水回用中的经济分析
MBR处置工业废水的一次性投资通常在400010000元/m3应用于中水回用系统的MBR规模为10500m3/d一次性投资为25005000元/m3处置规模越大, 根据污水水量、水质及处置难易程度的不同。单位处置污水量的一次性投资越低。本文以处置规模为240m3/d回用系统做一初步的技术经济分析。
2.1不同MBR系统的费用分析
包括两部分:MBR系统的工程建设费用及运行费用。 采取费用比较法进行3类MBR系统的经济分析。
工程建设费用=基建费用(建筑工程费+设备购置及安装费+不可预见工程费)+膜的购置费用。运行费用=设备折旧费用(以10a计)+膜更换费用+动力费用+其他费用(人员工资+维修清洗费)3类MBR系统的建筑工程费和运行费用分别见表2表3技术设计费用均未考虑)从表2表3可以看出:13类MBR系统的一次性投资费用大小依次为:无机膜MBR>一体式MBR>分离式MBR2运行费用大小依次为:无机膜MBR>分离式MBR>一体式MBR
一体式MBR与分离式MBR一次性投资基本相当, 3影响MBR系统运行费用的主要因素是动力费用与膜的更换费用。膜的更换费用是影响一体式MBR系统运行费用的关键因素;而动力费用是影响分离式MBR系统运行费用的关键因素。3种MBR系统的建筑工程费用中。而一体式MBR运行费用为分离式MBR75%国是缺水国家,南方地区缺水更为严重,许多乡村不得不采取限量供水和超量用水加倍收费等措施。因此,中水回用对于合理用水和节约水资源势在必行。以北京市2000年供水价格为例,居民生活用水价格为1.8元/m3宾馆、洗车、洗浴等行业供水价格为3.05.0元/m3一体式膜生物反应器总运行利息为1.9元/m3用于中水回用具有明显的竞争优势。同时可节省水资源,具有环境效益和经济效益。同时可以检查中国污水处置工程网更多技术文档。
对MBR系统的技术经济分析的结论存在较大的差异。主要是由于在MBR系统设计中, 2.2影响MBR技术经济评价的相关因素分析目前。对膜的处置能力(膜通量)与膜使用寿命的估计存在很大的差异,直接影响对膜生物反应器的经济评价。表2中,一体式MBR国产膜)膜通量设定为8.33L/m2h膜的使用寿命为2a膜价格为150元/m2下文仅讨论膜通量、膜的使用寿命及膜价格的单因素变化对一体式膜生物反应器运行费用的影响,统计结果见图1图2和图3
膜质量的提高和膜制造成本的降低, 从图1图3可以得出:膜通量的提高、膜寿命的延长、膜价格的降低中任何单一因素的研究进展均会大幅度降低MBR运行费用。随着膜制造技术的进步。MBR投资与运行费用也会随之大幅度降低。如聚乙烯中空纤维膜等新型膜材料的开发已使其成本有很大降低。据估算,膜还有相当大的降价空间,未来的35a内,随着膜材料的改进和生产规模的扩大,膜价格有望降为目前的40%60%随着膜性能的提高、使用寿命的延长与膜价格的降低,MBR运行费用有望降低到1.0元/m3左右。
3影响MBR应用的关键课题研究
因此, 由于膜通量的提高、膜寿命的延长会大幅度降低MBR运行费用。保证出水水质的前提下,膜通量应尽可能大,这样可减少膜的使用面积,降低基建费用与运行费用。因此控制膜污染,坚持较高的膜通量,MBR研究的重要内容。而膜通量与膜材料、操作方式、水力条件等因素密切相关。
3.1膜的选择
国内MBR系统普遍采用有机膜。常用的膜资料为聚乙烯、聚丙烯等。分离式MBR通常采用超滤膜组件, 现有膜可分为有机膜和无机膜两种。由于较高的投资利息限制了无机膜生物反应器在国的广泛应用。截留分子量一般在230万。截留分子量越大,初始膜通量越大,但临时运行膜通量未必越大。张洪宇进行无机膜的通量衰减试验标明:孔径0.2μm膜比0.8μm膜更适合于MBR何义亮用PES平板膜组件进行膜通量衰减规律的研究发现:该试验条件下,膜初始通量衰减主要是由于浓差极化引起,膜截留分子量愈小,通量衰减率愈大;膜长期运行的通量衰减主要是由于膜污染引起,膜截留分子量愈大,通量衰减幅度愈大,化学清洗恢复率愈低。对于淹没式MBR既可用超滤膜,也可使用微滤膜。由于膜表面的凝胶层也起到过滤作用,处置生活污水时,微滤膜与超滤膜的出水水质没有明显差异,因此淹没式MBR多采用0.10.4μm微滤膜。
3.2操作方式的优化
其物化性质也就基本确定了操作方式就成为影响膜污染的主要因素。为了减缓膜污染, 当膜资料选定后。反冲洗是维持分离式MBR稳定运行的重要操作,樊耀波通过确定最佳反冲洗周期,使分离式MBR膜通量达到60L/m2h针对抽吸淹没式MBR山本提出间歇式抽吸方式可有效减缓膜污染。桂萍通过研究进一步指出:缩短抽吸时间或延长停吸时间和增加曝气量均有利于减缓膜污染,抽吸时间对膜阻力的上升影响最大,曝气量其次。
混合液本身的过滤性能, 不只污泥浓度、混合液粘度等影响膜通量。如活性污泥性状,生物相也影响膜通量的衰减。有研究表明:粉末活性炭与絮凝剂的加入有助于改善泥水分离性能,形成体积更大、粘性更小的污泥絮体,减少了膜堵塞的机会。但絮凝剂的过量加入会使污泥活性受到抑制,影响反应器的处置能力和处理效果。
3.3水力学特性的改善