第三章微污染水处理生物技术

MBR的特点
• 优点 • MBR固液分离效率高，大大 提高反应器内生物的浓度， 降低污泥负荷。 • MBR污泥龄大，有利于硝化 菌生长，具有丰富生物相。 • 剩余污泥量少，没有污泥膨 胀。 • 系统自动化，占地面积小。 • 缺点 • 膜组件费用高 • 存在膜污染 • 经济可行性有待论证
MBR的类型
生物接触氧化池的构造
接触氧化池的主要部分
池体
填料
布水布气装置
池体用于设置填 料、布水布气装置 和支撑填料的栅板 和格栅。
填料要求： 比表面积大； 空隙率大； 水力阻力小； 强度大； 化学和生物稳定 性好； 能经久耐用。
布气管可布置在 池子中心、侧面和 全池。
接触氧化池构造示例
常用的填料有固定式填料、悬挂式填料、悬浮式填料
• 微污染水的脱氮 • 中水回用
BAF的类型 上向流BAF
下向流BAF
上向流BAF
BAF主要设计参数
• • • • • • 水力负荷 微污染水的水力负荷为2-4m3(m2/h) 有机负荷 微污染水的有机负荷0.1-0.5kgBOD(m3·d) 硝化负荷 滤料层高度 不宜小于2m 滤料 粒径2-5mm，常用有陶粒、沸石、沙子、焦炭等 气水比 G/W在(0.5-1.2)/1
生物接触氧化工艺的主要影响因素
• • • • • • 原水水质（氨氮不能太低，否则影响生物膜的生长） 水温 pH（控制在6.5-8.5） 溶解氧（2-4mg/L) 水力停留时间 填料性能(具有大比表面积、良好亲水性、吸附性好、 表面粗糙）
生物接触氧化组合工艺
• • • • • 原水→BCO→混凝沉淀→过滤→消毒 原水→BCO→混凝沉淀→过滤→活性炭吸附→UF→消毒 原水→混凝沉淀→BCO→过滤→消毒 原水→混凝沉淀→BCO→过滤→活性炭吸附→UF→消毒 原水→臭氧→BCO→混凝沉淀→过滤→UF→消毒
膜生物反应器（MBR）
• MBR以膜组件取代二沉池的泥水分离单元设备，并与生物 反应器组合成一种新型生物处理装置，MBR常用一体式、 分体式两种方式。
• 膜单元部分主要用于截留微生物和过滤出水，微生物固体可有 效地被截留或回流到反应器中，实现水力停留时间和污泥停留 时间的彻底分离，消除了传统活性污泥工艺膨胀问题。
生物活性炭（BAC）
• 原理：活性炭比表面积大，能够迅速吸附水中溶解性有机物，同 时也能富集水中的微生物，被吸附吸附水中溶解性有机物为活性 炭中的微生物提供营养，只要供氧充分，炭床中好氧菌在活性炭 表面生长出生物膜，它具有氧化降解和生物吸附双重作用。
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优点： 增加水中溶解性有机物的去除效率，提高出水水质 延长活性炭的再生周期，减少了运行费用 具有良好的硝化作用，去除氨氮 有效去除水中可生化有机物
• MBR按结构可分为三类： 膜分离生物反应器（MSBR）→应用最为广泛 膜曝气生物反应器（MABR） 萃取膜生物反应器（EMBR）
MBR中的膜污染防治
膜污染的影响因素
膜的结构性质 构造 材质 亲水性 孔隙率 膜孔尺寸 活性污泥 MLSS 胞外聚合 絮体结构 可溶物质 絮体大小 运行条件 间歇运行 错流速率 曝气量 HRT/SRT 膜通量
生物接触氧化法（BCO）
生物接触氧化法是一种浸没曝气式生物滤池，是曝气池和生 物滤池综合在一起的处理构筑物，兼有两者优点。 生物接触氧化池的性能特征： (1)具有较高的微生物浓度，一般可达10~20g/L； (2)生物膜具有丰富的生物相，含有大量丝状菌，形成了稳 定的生态系统，污泥产量低； (3)具有较高的氧利用率； (4)具有较强的耐冲击负荷能力； (5)生物膜活性高； (6)没有污泥膨胀的问题。 缺点：填料可能堵塞、布水不均匀、运行费用较高。
膜污染时MBR中不可避免的，形成途径有滤饼层、溶解性有机物和 微生物污染。膜污染一般表现为：膜通量的降低和膜过滤阻力增大。
膜污染的控制对策
• • • • • • • • • 低压操作 膜的反冲洗 换向操作 化学清洗 膜材料改性 膜组件的优化设计 临界通量控制 水动力学控制 空气喷射和活塞流
MBR的应用
第三章 微污染水处理生物技术
生物接触氧化
曝气生物滤池
膜生物反应器
生物活性炭
曝气生物滤池（BAF)
工作原理：滤池中填充生长着生物膜的滤料，滤池内部曝气， 水流经过时，利用生物膜氧化降解有机物，同时利用生物膜的絮 凝作用和滤料的粒径截留悬浮物。运行一定时间后，因水头损失 的增加，需要对滤池进行反冲洗。
酚醛树脂蜂窝填料
聚乙烯蜂窝填料
半软性填料
弹性立体填料
软性纤维填料
丝球形悬浮填料
生物接触氧化曝气可分为分流式和直流式两种
• 分流式是把水的曝气和生物降解分开在两个隔室内进行，水流经 过曝气后再流入充有填料的隔室与生物膜接触，完成降解过程。 由于其水流缓慢，对生物膜的冲刷力小，生物膜更新缓慢，适合 低有机负荷（微污染）水的处理。 • 直流式在促进膜的更新与维护膜的活性方面是一种良好的运行方 式。直接在填料底部曝气，充氧，从而能在填料间产生上向流， 使填料各部分均匀地附着生物膜。曝气区域生物膜受到上升气流 的搅动，便于脱落更新，使其保持较高的活性，又在一定程度上 克服填料的积泥现象。
BAF由
配水系统 布气系统 承托层 生物填料层
反冲洗排水槽
组成
BAF的特点
• 水力负荷、容积负荷、生物膜活性高，抗冲击负荷能力强，水 力停留时间短，但出水水质高，具有很好的硝化效果。 • 有生物氧化降解和截留SS的双重功能，出水SS和COD、氨氮都很 低。 • 需定期进行反冲洗（常用气水联合反冲），清洗滤池中截留的S S以及更新填料上的生物膜。 • 耐低温，在6－8℃时仍具有很好的处理能力。 • 采用模块式结构，简化了流程；自动化程度高，安装容易，对 环境影响小。 • 易挂膜，启动快。 • 由于填料对气泡的切割作用，使氧的传输效率很高 • 曝气生物滤池采用的表面粗糙的粒状填料为微生物提供了更佳 的生长环境，挂膜容易，微生物量大，从而使得其容积负荷增 大，进而减少了池容和占地面积，池体容积一般为常规二级生 物处理工艺的1/2~1/4，从而使基建投资大大降低。
• BAC的前提条件是应避免预氯化处理，否则影响微生物 在活性炭上的生长。
BAC设计工艺结构和参数
活性炭粒径0.9-1.2mm 空床停留时间20-30min 床高2-4m 体积负荷0.25-0.75kgBOD/(m3·d) 水力负荷8-10m3/(m2·d) 运行周期3-4年
BAC组合工艺流程
• 常规处理+BAC（+超滤）联用技术（常规处理指混凝、 沉淀、砂滤） • 常规处理+臭氧-BAC（OBAC)联合工艺 • 生物预处理+常规处理+BAC联合工艺 • 臭氧+沸石+颗粒炭（GAC)组合工艺