MBR的應(yīng)用領(lǐng)域
進(jìn)入90 年代中后期,mo-生物反應(yīng)器在國外已進(jìn)入了實(shí)際應(yīng)用階段。加拿大 Zenon 公司首先推出了超濾管式mo-生物反應(yīng)器,并將其應(yīng)用于城市污水處理。為了節(jié)約能耗,該公司又開發(fā)了浸入式中空纖維mo組件,其開發(fā)出的mo-生物反應(yīng)器已應(yīng)用于美國、德國、法國和埃及等十多個(gè)地方,規(guī)模從 380m 3 /d 至 7600m 3 /d 。日本三菱人造絲公司也是世界上浸入式中空纖維mo的提供商,其在 MBR 的應(yīng)用方面也積累了多年的經(jīng)驗(yàn),在日本以及其他國家建有多項(xiàng)實(shí)際 MBR 工程。日本 Kubota 公司是另一個(gè)在mo-生物反應(yīng)器實(shí)際應(yīng)用中具有競爭力的公司,它所生產(chǎn)的板式mo具有流通量大、耐污染和工藝簡單等特點(diǎn)。國內(nèi)一些研究者及企業(yè)也在 MBR 實(shí)用化方面進(jìn)行著嘗試。
1 城市污水處理及建筑中水回用
1967 年*個(gè)采用 MBR 工藝的廢水處理廠由美國的 Dorr-Oliver 公司建成,這個(gè)處理廠處理 14m 3 /d 廢水。 1977 年,一套污水回用系統(tǒng)在日本的一幢高層建筑中得到實(shí)際應(yīng)用。1980 年,日本建成了兩座處理能力分別為 10m 3 /d 和 50m 3 /d 的 MBR 處理廠。 90 年代中期,日本就有 39 座這樣的廠在運(yùn)行,zui大處理能力可達(dá) 500m 3 /d ,并且有 100 多處的高樓采用 MBR 將污水處理后回用于中水道。 1997 年,英國 Wessex 公司在英國 Porlock 建立了當(dāng)時(shí)世界上zui大的 MBR 系統(tǒng),日處理量達(dá) 2 000 m 3 , 1999 年又在 Dorset 的 Swanage 建成了13000m 3 /d 的 MBR 工廠 。
1998 年 5 月,清華大學(xué)進(jìn)行的一體式mo - 生物反應(yīng)器中試系統(tǒng)通過了國家鑒定。 2000 年初,清華大學(xué)在北京市海淀鄉(xiāng)醫(yī)院建起了一套實(shí)用的 MBR 系統(tǒng),用以處理醫(yī)院廢水,該工程于 2000 年 6 月建成并投入使用,目前運(yùn)轉(zhuǎn)正常。 2000 年 9 月,天津大學(xué)楊造燕教授及其領(lǐng)導(dǎo)的科研小組在天津新技術(shù)產(chǎn)業(yè)園區(qū)普辰大廈建成了一個(gè) MBR 示范工程,該系統(tǒng)日處理污水 25 噸,處理后的污水全部用于衛(wèi)生間的沖洗及綠地澆灑,占地面積為 10 平方米,處理每噸污水的能耗為 0.7kW • h 。
2 工業(yè)廢水處理
90 年代以來, MBR 的處理對(duì)象不斷拓寬,除中水回用、糞便污水處理以外, MBR 在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用也得到了廣泛關(guān)注,如處理食品工業(yè)廢水、水產(chǎn)加工廢水、養(yǎng)殖廢水、化妝品生產(chǎn)廢水、染料廢水、石油化工廢水,均獲得了良好的處理效果。 90 年代初,美國在 Ohio 建造了一套用于處理某汽車制造廠的工業(yè)廢水的 MBR 系統(tǒng),處理規(guī)模為 151m 3 /d ,該系統(tǒng)的有機(jī)負(fù)荷達(dá) 6.3kgCOD/m 3 • d , COD 去除率為 94% ,絕大部分的油與油脂被降解。在荷蘭,一脂肪提取加工廠采用傳統(tǒng)的氧化溝污水處理技術(shù)處理其生產(chǎn)廢水,由于生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大,結(jié)果導(dǎo)致污泥膨脹,污泥難以分離,zui后采用 Zenon 的mo組件代替沉淀池,運(yùn)行效果良好。
3 微污染飲用水凈化
隨著氮肥與殺蟲劑在農(nóng)業(yè)中的廣泛應(yīng)用,飲用水也不同程度受到污染。 LyonnaisedesEaux 公司在 90 年代中期開發(fā)出同時(shí)具有生物脫氮、吸附殺蟲劑、去除濁度功能的 MBR 工藝, 1995 年該公司在法國的 Douchy 建成了日產(chǎn)飲用水 400m 3 的工廠。出水中氮濃度低于 0.1mgNO 2 /L ,殺蟲劑濃度低于 0.02 μ g/L 。
4 糞便污水處理
糞便污水中有機(jī)物含量很高,傳統(tǒng)的反硝化處理方法要求有很高污泥濃度,固液分離不穩(wěn)定,影響了三級(jí)處理效果。 MBR 的出現(xiàn)很好地解決了這一問題,并且使糞便污水不經(jīng)稀釋而直接處理成為可能。
日本已開發(fā)出被稱之為 NS 系統(tǒng)的屎尿處理技術(shù),zui核心部分是平板mo裝置與好氧高濃度活性污泥生物反應(yīng)器組合的系統(tǒng)。 NS 系統(tǒng)于 1985 年在日本琦玉縣越谷市建成,生產(chǎn)規(guī)模為 10kL/d , 1989 年又先后在長崎縣、熊本縣建成新的屎尿處理設(shè)施。 NS 系統(tǒng)中的平板mo每組約 0.4m 2 共幾十組并列安裝,做成能自動(dòng)打開的框架裝置,并能自動(dòng)沖洗。mo材料為截流分子量 20000 的聚砜超濾mo。反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度保持在 15000~18000mg/L 范圍內(nèi)。到 1994 年,日本已有 1200 多套 MBR 系統(tǒng)用于處理 4000 多萬人的糞便污水。
5 土地填埋場 / 堆肥滲濾液處理
土地填埋場 / 堆肥滲濾液含有高濃度的污染物,其水質(zhì)和水量隨氣候條件與操作運(yùn)行條件的變化而變化。 MBR 技術(shù)在 1994 年前就被多家污水處理廠用于該種污水的處理。通過 MBR 與 RO 技術(shù)的結(jié)合,不僅能去除 SS 、有機(jī)物和氮,而且能有效去除鹽類與重金屬。zui近美國 Envirogen 公司開發(fā)出一種 MBR 用于土地填埋場滲濾液的處理,并在新澤西建成一個(gè)日處理能力為40 萬加侖 ( 約 1500m 3 /d) 的裝置,在 2000 年底投入運(yùn)行。該種 MBR 使用一種自然存在的混合菌來分解滲濾液中的烴和氯代化合物,其處理污染物的濃度為常規(guī)廢水處理裝置的 50 ~100 倍。能達(dá)到這一處理效果的原因是,MBR 能夠保留細(xì)菌并使細(xì)菌濃度達(dá)到50000g/L 。在現(xiàn)場中試中,進(jìn)液COD 為幾百至40000mg/L ,污染物的去除率達(dá) 90% 以上。