膜生物反应器讲义课件
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三、 MBR运行的影响因素
2、膜分离参数
膜的选择： 膜材料分为有机膜和无机膜两种。由于较高的投资成本限制 了无机膜在我国的广泛应用，国内MBR普遍采用有机膜，常 用的膜材料为聚乙烯、聚丙烯等。分离式MBR通常采用超滤 膜组件，截留分子量一般在2～30万。截留分子量越大，初 始膜通量越大，但长期运行膜通量未必越大。对于一体式 MBR，既可用超滤膜，也可使用微滤膜。
(1) 需要定期将膜组件取出生物反应器进 行化学清洗，因而管理方面上不及分置式；
(2) 出水不连续； (3) 单位膜面积膜的产水量较低，一般仅 为5-10L/m2∙h。
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二、MBR工艺类型
MBR处理系统实景照片
11
二、MBR工艺类型
MBR处理系统实景照片
12
二、MBR工艺类型
MBR系统中所用的膜
16
三、 MBR运行的影响因素
2、膜分离参数
操作方式的优化： 对于分体式MBR，为了减缓膜污染，反冲洗是维持MBR稳定运 行的重要操作。对于一体式MBR，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。
水力学特性的改善： 对于分体式MBR，可以提高流体的进水流速，减少浓差极化， 使被截留的溶质及时被带走。对于一体式MBR，设计合理的流 道结构，提高曝气强度，使较大的曝气量起到了冲刷膜表面的 错流过滤效果显得尤为重要。
3
一、 MBR的原理
4
一、 MBR的原理和特点
5
一、 MBR原理
MBR特点： 1、出水水质好
在MBR中，降解时间较长的可溶性大分子化合物可以被膜截留 下来并与污泥一起返回到生物反应器中，使这些化合物在生物 反应器中的停留时间变长，从而有利于微生物对这些化合物的 降解；同时较长的SRT可以使世代时间较长的硝化细菌能够在 生物反应器中积累，提高了硝化效果。因此MBR出水有机物含 量较低，且总氮和总磷的含量也远远低于传统活性污泥法。同 时，由于膜单元采用微滤膜或超滤膜，因而不仅对水中悬浮物 截留率高，而且可以去除细菌。
9
二、MBR工艺类型
优点： (1)体积小，整体性强。膜组件直接置于生物反 应器中，大大减少了占地面积 (2)运行动力费用低。膜表面的错流是靠空气搅 动产生的，混合液随气流向上流动，在膜表面产 生剪切应力，在这种剪切应力的作用下，沉积在 膜表面的颗粒容易脱离膜表面，因此不需要功率 较大的循环泵
缺点：
6
一、 MBR原理
MBR特点： 2、工艺参数易于控制
在MBR中，用膜组件代替二沉池，可以同时实现较短的HRT和 很长的SRT。同时，MBR中由于膜对污泥的截留，可以在很大 程度上消除污泥膨胀现象。
3、耐冲击负荷
MBR中生物反应器中的微生物浓度比普通生物反应器高得多， 装置处理容积负荷大，同时当进水中有机物浓度变化较大时， 有机负荷率(单位质量的微生物在单位时间内承受的有机物质量) 变化不大，系统去除有机物的效果变化不大
二、MBR工艺类型
优点： (1) 膜组件与生物反应器之间的相互影响小 (2) 单位面积膜的水通量大 (3) 运行稳定可靠，操作管理容易 (4) 易于膜的清冼、更换和增设
缺点： (1)为减少污染物在膜表面的沉积，需要较 高的膜面流速，因而配置的超滤循环泵需要较 高的流量，能耗很高，一般为6～8Kw∙h/m3 (2)循环泵内的高剪切力会引起生物絮体的 破坏，导致生物活性的降低
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四、 MBR技术经济分析
对MBR和传统生物处理方法（以生物接触氧化为例）进行技 术经济比较： 1、锋尚国际公寓中水处理工程：原水为洗浴废水，水量 240m3/d，采用一体式MBR工艺，采用日本三菱公司生产的 中空纤维膜，要求处理出水达到回用标准。 2、阳光100国际公寓中水处理工程：原水为洗浴废水，水量 240m3/d，采用碧水源公司生产的pwbx-240一体式中水接触 氧化设备一套，要求处理出水达到回用标准。
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四、 MBR技术经济分析
锋尚国际公寓膜生物反应器出水水质明显优质稳定，平均出水 COD为17.25mg/l, 平均去除率91％。虽然原水COD变化较大，出水水 质均能保持在45mg/l以下。阳光100生物接触氧化工艺出水虽然也能满 足中水标准，但平均出水COD较高，为36mg/l，平均COD去除率75％ 并且变化较大，出水明显受原水水质状况的影响。
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三、 MBR运行的影响因素
1、影响MBR稳定运行的生物动力学参数
有机负荷： 在好氧MBR中，污泥浓度随容积负荷的增加迅速升高，有机 物去除速率加快，污泥负荷基本保持不变，从而抑制出水水 质的恶化；而在厌氧MBR中，污泥浓度升高缓慢，污泥负荷 与容积负荷几乎呈正相关关系，因此厌氧MBR出水水质易受 容积负荷的影响。
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一、 MBR原理
MBR特点： 4、污泥产生量少
生物反应器中的污泥浓度很高，因此污泥负荷F/M较低，污泥 产量很低。
5、易于自动控制
MBR系统结构简单，运行灵活稳定，容易操作和实现自动化。
但MBR也存在缺点：由于存在膜污染，需要定期反冲洗和化学清 洗；膜需要定期更换；能耗较一般生化处理方Fra Baidu bibliotek要高。
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三、 MBR运行的影响因素
1、影响MBR稳定运行的生物动力学参数
污泥浓度： 污泥浓度是MBR系统的重要参数，不仅影响有机物的去除 能力，还对膜通量产生影响。研究成果表明：一定条件下 污泥浓度越高，膜通量愈低。但国内学者在一体式MBR处 理生活污水的研究却发现：当曝气强度足够大时（气水比 近似100：1），MLSS由10g／L变化到35g/L时，MLSS 与膜通量没有明显的相关性；但如果降低曝气强度， MLSS对膜通量可能产生一定的影响。
膜生物反应器（ Membrane Bioreactor ）
1
主要内容
1
MBR原理
2
MBR类型
3
MBR运行的影响因素
4
MBR的经济技术分析
5
MBR工艺设计
6
MBR应用
2
一、 MBR的原理
膜生物反应器 (英文名称为Membrane Bioreactor，缩写 为MBR)。 MBR将生物反应器和膜分离过程相结合的一种新型工艺， 其最大的特点就是采用膜组件代替传统生物处理中的二 沉池。污水中的污染物首先在生物反应器中进行生物降 解，同时生物反应器内的混合液在膜两侧压力差的作用 下，水和小于膜孔径的小分子溶质透过膜，即为处理后 出水。微生物及大分子溶质被膜截留，从而替代沉淀池 完成其与处理出水的分离过程。
三、 MBR运行的影响因素
2、膜分离参数
膜的选择： 膜材料分为有机膜和无机膜两种。由于较高的投资成本限制 了无机膜在我国的广泛应用，国内MBR普遍采用有机膜，常 用的膜材料为聚乙烯、聚丙烯等。分离式MBR通常采用超滤 膜组件，截留分子量一般在2～30万。截留分子量越大，初 始膜通量越大，但长期运行膜通量未必越大。对于一体式 MBR，既可用超滤膜，也可使用微滤膜。
(1) 需要定期将膜组件取出生物反应器进 行化学清洗，因而管理方面上不及分置式；
(2) 出水不连续； (3) 单位膜面积膜的产水量较低，一般仅 为5-10L/m2∙h。
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二、MBR工艺类型
MBR处理系统实景照片
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二、MBR工艺类型
MBR处理系统实景照片
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二、MBR工艺类型
MBR系统中所用的膜
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三、 MBR运行的影响因素
2、膜分离参数
操作方式的优化： 对于分体式MBR，为了减缓膜污染，反冲洗是维持MBR稳定运 行的重要操作。对于一体式MBR，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。
水力学特性的改善： 对于分体式MBR，可以提高流体的进水流速，减少浓差极化， 使被截留的溶质及时被带走。对于一体式MBR，设计合理的流 道结构，提高曝气强度，使较大的曝气量起到了冲刷膜表面的 错流过滤效果显得尤为重要。
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一、 MBR的原理
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一、 MBR的原理和特点
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一、 MBR原理
MBR特点： 1、出水水质好
在MBR中，降解时间较长的可溶性大分子化合物可以被膜截留 下来并与污泥一起返回到生物反应器中，使这些化合物在生物 反应器中的停留时间变长，从而有利于微生物对这些化合物的 降解；同时较长的SRT可以使世代时间较长的硝化细菌能够在 生物反应器中积累，提高了硝化效果。因此MBR出水有机物含 量较低，且总氮和总磷的含量也远远低于传统活性污泥法。同 时，由于膜单元采用微滤膜或超滤膜，因而不仅对水中悬浮物 截留率高，而且可以去除细菌。
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二、MBR工艺类型
优点： (1)体积小，整体性强。膜组件直接置于生物反 应器中，大大减少了占地面积 (2)运行动力费用低。膜表面的错流是靠空气搅 动产生的，混合液随气流向上流动，在膜表面产 生剪切应力，在这种剪切应力的作用下，沉积在 膜表面的颗粒容易脱离膜表面，因此不需要功率 较大的循环泵
缺点：
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一、 MBR原理
MBR特点： 2、工艺参数易于控制
在MBR中，用膜组件代替二沉池，可以同时实现较短的HRT和 很长的SRT。同时，MBR中由于膜对污泥的截留，可以在很大 程度上消除污泥膨胀现象。
3、耐冲击负荷
MBR中生物反应器中的微生物浓度比普通生物反应器高得多， 装置处理容积负荷大，同时当进水中有机物浓度变化较大时， 有机负荷率(单位质量的微生物在单位时间内承受的有机物质量) 变化不大，系统去除有机物的效果变化不大
二、MBR工艺类型
优点： (1) 膜组件与生物反应器之间的相互影响小 (2) 单位面积膜的水通量大 (3) 运行稳定可靠，操作管理容易 (4) 易于膜的清冼、更换和增设
缺点： (1)为减少污染物在膜表面的沉积，需要较 高的膜面流速，因而配置的超滤循环泵需要较 高的流量，能耗很高，一般为6～8Kw∙h/m3 (2)循环泵内的高剪切力会引起生物絮体的 破坏，导致生物活性的降低
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四、 MBR技术经济分析
对MBR和传统生物处理方法（以生物接触氧化为例）进行技 术经济比较： 1、锋尚国际公寓中水处理工程：原水为洗浴废水，水量 240m3/d，采用一体式MBR工艺，采用日本三菱公司生产的 中空纤维膜，要求处理出水达到回用标准。 2、阳光100国际公寓中水处理工程：原水为洗浴废水，水量 240m3/d，采用碧水源公司生产的pwbx-240一体式中水接触 氧化设备一套，要求处理出水达到回用标准。
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四、 MBR技术经济分析
锋尚国际公寓膜生物反应器出水水质明显优质稳定，平均出水 COD为17.25mg/l, 平均去除率91％。虽然原水COD变化较大，出水水 质均能保持在45mg/l以下。阳光100生物接触氧化工艺出水虽然也能满 足中水标准，但平均出水COD较高，为36mg/l，平均COD去除率75％ 并且变化较大，出水明显受原水水质状况的影响。
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三、 MBR运行的影响因素
1、影响MBR稳定运行的生物动力学参数
有机负荷： 在好氧MBR中，污泥浓度随容积负荷的增加迅速升高，有机 物去除速率加快，污泥负荷基本保持不变，从而抑制出水水 质的恶化；而在厌氧MBR中，污泥浓度升高缓慢，污泥负荷 与容积负荷几乎呈正相关关系，因此厌氧MBR出水水质易受 容积负荷的影响。
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一、 MBR原理
MBR特点： 4、污泥产生量少
生物反应器中的污泥浓度很高，因此污泥负荷F/M较低，污泥 产量很低。
5、易于自动控制
MBR系统结构简单，运行灵活稳定，容易操作和实现自动化。
但MBR也存在缺点：由于存在膜污染，需要定期反冲洗和化学清 洗；膜需要定期更换；能耗较一般生化处理方Fra Baidu bibliotek要高。
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三、 MBR运行的影响因素
1、影响MBR稳定运行的生物动力学参数
污泥浓度： 污泥浓度是MBR系统的重要参数，不仅影响有机物的去除 能力，还对膜通量产生影响。研究成果表明：一定条件下 污泥浓度越高，膜通量愈低。但国内学者在一体式MBR处 理生活污水的研究却发现：当曝气强度足够大时（气水比 近似100：1），MLSS由10g／L变化到35g/L时，MLSS 与膜通量没有明显的相关性；但如果降低曝气强度， MLSS对膜通量可能产生一定的影响。
膜生物反应器（ Membrane Bioreactor ）
1
主要内容
1
MBR原理
2
MBR类型
3
MBR运行的影响因素
4
MBR的经济技术分析
5
MBR工艺设计
6
MBR应用
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一、 MBR的原理
膜生物反应器 (英文名称为Membrane Bioreactor，缩写 为MBR)。 MBR将生物反应器和膜分离过程相结合的一种新型工艺， 其最大的特点就是采用膜组件代替传统生物处理中的二 沉池。污水中的污染物首先在生物反应器中进行生物降 解，同时生物反应器内的混合液在膜两侧压力差的作用 下，水和小于膜孔径的小分子溶质透过膜，即为处理后 出水。微生物及大分子溶质被膜截留，从而替代沉淀池 完成其与处理出水的分离过程。