CN110304717A

CN110304717A - Mabr膜运行工艺

Info

Publication number: CN110304717A
Application number: CN201910526602.3A
Authority: CN
Inventors: 路新锋; 张广平; 李静; 王敏
Original assignee: SHANDONG MEILING ZHONGLIAN ENVIRONMENTAL ENGINEERING Co Ltd
Current assignee: SHANDONG MEILING ZHONGLIAN ENVIRONMENTAL ENGINEERING Co Ltd
Priority date: 2019-06-18
Filing date: 2019-06-18
Publication date: 2019-10-08

Abstract

本发明涉及环保行业污水处理技术领域，具体涉及一种MABR膜运行工艺，包括以下步骤：1)、鼓风机运行，持续的将空气通入到溶气罐中，使空气中的氧气溶于溶气罐中的水，形成饱和溶解氧水；2)、水泵动作，将溶气罐内的饱和溶解氧水泵入到MABR膜组件内，作为传氧介质，饱和溶解氧水进入到亲水膜的膜孔中，氧气分子可直接扩散进入生物膜内，被微生物利用被微生物所利用；3)、MABR膜组件流出的回流水经减压阀回流至溶气罐内；与传统的MABR膜技术相比，以饱和氧水作为传质，水流方向和氨氮、有机物的传质方向是对向流，可有效避免了硝化自养菌和有机物去除异养菌在氧气上的竞争，与用空气作为传质比较，不存在两项界面，传质效率更高。

Description

MABR膜运行工艺

技术领域

本发明涉及环保行业污水处理技术领域，具体涉及一种MABR膜运行工艺。

背景技术

MABR(Membrane Aerated Biofilm Reactor)—曝气生物膜反应器，20世纪80年代起源于美国，是一种基于空气/氧气膜传导的生物膜反应器，主要利用透氧膜的高效透氧性处理高需氧量的难降解废水。MABR曝气膜主要作用:一方面为生物膜生长提供附着载体；另一方面，MABR是通过向膜内腔通入氧气或高压空气，使氧气透过膜以无泡形式为附着在曝气膜表面的生物膜供氧。MABR曝气膜的基本性能要求包括:高的氧气透过性能、良好的亲水性、优良的生物亲和性和机械性能等。

目前MABR所用曝气膜主要分为三类，即:致密膜、疏水性微孔膜和复合膜。致密膜膜主体完全由制膜材料组成的透气膜，气体传质阻力较大，压力要求高，膜的气体通量较低。高压带来的运行费用高。

微孔膜有亲水膜和疏水膜之分。微孔膜气体阻力小，具有较大的气体通量，材料价格便宜，且容易加工成中空纤维样式等优点,是MABR膜工程应用理想的选择。以空气作为传质，亲水性膜不能用于MABR过程，主要原因是水能进入到亲水膜的膜孔中，形成氧气与生物膜之间的传质屏障，增加了传质阻力。疏水性微孔膜主要由疏水性高分子材料制成，但是由于其疏水特性挂膜比较困难，且容易脱落。疏水微孔膜的应用也有局限性。

复合膜是一类由选择透过性皮层和多孔性支撑层组成的具有高透过性的选择透过性膜。从理论上说，是最适合MABR过程的用膜，但复合膜的生产工艺复杂价格昂贵且性能不稳定极易产生缺陷。目前市场上还没有适合于MABR应用的复合膜。

综上所述，最适合MABR过程的膜应该具有生物亲和性，高透气性，价格低，加工制作方便的。本发明本着以上原则，旨在开发一种以亲水性材料制成的MABR膜运行工艺。

发明内容

为了解决上述技术问题中的不足，本发明的目的在于：提供一种MABR膜运行工艺，以饱和氧水作为传质，传质效率更高，适于处理高需氧量的废水。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案为：

所述MABR膜运行工艺，包括以下步骤：

1)、鼓风机运行，持续的将空气通入到溶气罐中，使空气中的氧气溶于溶气罐中的水，形成饱和溶解氧水；

2)、水泵动作，将溶气罐内的饱和溶解氧水泵入到MABR膜组件内，作为传氧介质，饱和溶解氧水进入到亲水膜的膜孔中，氧气分子可直接扩散进入生物膜内，被微生物利用被微生物所利用；

3)、MABR膜组件流出的回流水经减压阀回流至溶气罐内；

4)、步骤1)-3)重复运转。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本工艺采用材料较低，加工简单成本低的微孔膜，有助于MABR技术的推广。

(2)该工艺通过饱和溶解氧水作为传质透过膜丝直接被生物膜利用，不必经过气液相边界层，传质阻力小、传质效率高，有利于供氧速度和氧气利用率的提高，适于处理高需氧量的废水。

(3)饱和氧水与底物以相反的方向传递，增加物质交换，从而达到同时硝化反硝化和去除有机物的效果。

(4)该工艺采用液相传质，这使得利用MABR过程处理含挥发性污染物的污水成为可能，避免了挥发性污染物被空气带走，对大气形成二次污染。

(5)根据污水处理要求，可通过调节加压泵压力控制氧气供应量，在满足需氧量同时，避免浪费，只要碳源充足,便可达到比较高的生物脱总氮效率。

(6)该工艺采用中空纤维膜具有较大的比表面积，最高可达5018m2/m3，传质通量较大，填充率较高，单位体积内活性污泥含量高，可以实现反应器的小型化、集成化。

(7)本工艺专为MABR技术而设计。从充氧动力效率而言，以空气作为传质效率低，大量能源被浪费，充氧动力效率基本上是在6kg O2/kWh以上，是常规MABR膜的2倍左右，直接供氧给MABR上的生物膜，不存在α系数转化问题，能耗也能够较大节省。对于现有污水厂升级改造，可直接利用现有鼓风机，无需额外增加MABR用鼓风机。

(8)与传统的MABR膜技术相比，以饱和氧水作为传质，水流方向和氨氮、有机物的传质方向是对向流，可有效避免了硝化自养菌和有机物去除异养菌在氧气上的竞争，同时通过水流的流动带走产物，与用空气作为传质比较，不存在两项界面，传质效率更高。

附图说明

图1本发明流程框图。

图中：1、水泵；2、溶气罐；3、减压阀；4、MABR膜组件；5、鼓风机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例做进一步描述：

实施例1

如图1所示，本发明所述MABR膜运行工艺，包括以下步骤：

1)、鼓风机5运行，持续的将空气通入到溶气罐2中，使空气中的氧气溶于溶气罐2中的水，形成饱和溶解氧水；

2)、水泵1动作，将溶气罐2内的饱和溶解氧水泵入到MABR膜组件4内，作为传氧介质，饱和溶解氧水进入到亲水膜的膜孔中，氧气分子可直接扩散进入生物膜内，被微生物利用被微生物所利用；

3)、MABR膜组件4流出的回流水经减压阀3回流至溶气罐2内；

4)、步骤1)-3)重复运转。

本工艺MABR膜为亲水性微孔膜，由聚丙烯，聚四氟乙烯经改性制成，该材料价格便宜，易加工，制成中空纤维膜。为解决传质阻力，开创性采用饱和氧水代替空气作为传氧介质。

主要原理分析：常规MABR膜采用空气作为传质，氧气含量21％，氮气含量78％，氧的传质率低。由理论数据，氮气在水中的溶解度：25℃时，17.28×10-6(w)；氧气在水中的溶解度：25℃时，39.45×10-6(ω)，所以以饱和氧水作为氧传质，效率更高。

亲水性MABR膜用于MABR过程，饱和氧水能进入到亲水膜的膜孔中，阻力小，饱和氧水与生物膜之间的通过液相传递，传质小，氧气分子可直接扩散进入生物膜内，被微生物利用被微生物所利用。

饱和氧水从膜丝由内向外透过MABR膜，生化池中的氨氮和有机物向MABR膜上传质。由于氨氮在水相的传质速率更快，因此它会优先与氧接触并在MABR膜表面生成以硝化菌为主的生物膜。亲水膜更利于生物附着，挂膜时间短，更牢固。

与传统的MABR膜技术相比，以饱和氧水作为传质，水流方向和氨氮、有机物的传质方向是对向流，可有效避免了硝化自养菌和有机物去除异养菌在氧气上的竞争，同时通过水流的流动带走产物，与用空气作为传质比较，不存在两项界面，传质效率更高。因此，该工艺是一项更适合同步硝化反硝化反应的全新MZBR膜技术。

Claims

1.一种MABR膜运行工艺，其特征在于，包括以下步骤：

1)、鼓风机(5)运行，持续的将空气通入到溶气罐(2)中，使空气中的氧气溶于溶气罐(2)中的水，形成饱和溶解氧水；

2)、水泵(1)动作，将溶气罐(2)内的饱和溶解氧水泵入到MABR膜组件(4)内，作为传氧介质，饱和溶解氧水进入到亲水膜的膜孔中，氧气分子可直接扩散进入生物膜内，被微生物利用被微生物所利用；

3)、MABR膜组件(4)流出的回流水经减压阀(3)回流至溶气罐(2)内；

4)、步骤1)-3)重复运转。