厌氧膜生物反应器的发展综述

厌氧膜生物反应器的发展综述

摘要：本文介绍了厌氧膜生物反应器的工作机理和在我国污水处理中的应用，综述了不同运行参数对厌氧膜生物反应器中的污水处理效果、厌氧膜生物反应器在污水处理中的应用情况，讨论了影响厌氧膜生物反应器性能的主要参数、膜的污染预防与控制等，最后探讨和展望了厌氧膜生物反应器的应用前景，并指出了该领域今后的研究方向。

关键词：厌氧膜生物反应器；运行参数；膜污染；污泥减量化；水处理应用

曾智浩

1120859002

目录

厌氧膜生物反应器的发展综述 (1)

1 厌氧膜生物反应器及其应用 (3)

1.1我国污水处理情况 (3)

1.2厌氧膜生物反应器简介 (3)

2运行参数对厌氧膜生物反应器运行效率的影响 (8)

2.1 温度对厌氧膜生物反应器的影响 (8)

2.2 污泥龄和水力停留时间对膜的影响 (8)

2.3 曝气和运行通量对膜的影响 (10)

2.4 其他因素对厌氧膜生物反应器的影响 (12)

3 关于膜表面浓差极化和污泥附着问题 (14)

3.1 浓差极化和污泥泥饼的形成模型 (14)

3.2 超声波控制膜污染 (16)

4 厌氧膜生物反应器的应用 (21)

4.1 对城市生活污水的处理 (21)

4.2 对工业污水的处理 (21)

4.3 对医院污水的处理 (23)

4.4 对垃圾渗滤液的处理 (23)

4.5 在脱氮除磷方面的应用 (23)

5 结语 (26)

参考文献 (27)

1 厌氧膜生物反应器及其应用

1.1我国污水处理情况

我国是一个严重缺水的国家，我国人均水资源量仅为世界人均拥有量的

1/4 ，其中华北地区人均水资源量小于400m3，已属于严重缺水地区。我国是世界上严重缺水的十二个国家之一。表1是对国内近年污水排放量的统计数据及2010年的预测数据。

表 1 国内近年污水排放量统计

据统计，我国的江河湖泊和水库中，已经受污染的约占82.3%；全国设立有监测系统的1200条河流中，已有850条受到污染；七大水系中，一半以上受到不同程度的污染，达不到安全饮用水源的标准，已基本丧失直接使用得功能；沿海水体发生赤潮和富营养化现象增多。因此，水环境的保护和治理已成为我国实现可持续社会发展的重要任务。

1.2厌氧膜生物反应器简介

MBR最早用于酶制剂工业，Blatt等在1965年提出了用膜分离技术进行微生物浓缩，该技术现已形成工业化规模。美国的Smith于1969年创造性地把MBR 技术引进到废水处理中来，他利用一个外部循环的板框式组件实现了膜过滤，并

在生活污水处理中获得了极佳的处理效果。Budd的MBR于1969年被确定为美国专利，这可作为MBR用于水处理的标志。

70～80年代：日本开始大力研究，自1983年～1987年，有13家公司使用MBR处理大楼废水；加拿大ZRNON公司商业化产品—ZenoGem于1982年投入使用；厌氧生物反应器与膜技术组合研究在80年代初受到重视。

80年代末以后，研究更是方兴未艾。一体式MBR在1989年推出；运行条件优化，膜污染机理研究深入；处理废水对象的多样化：生活污水，粪便废水、有机工业废水等；推广应用更为广泛，英国、德国、荷兰、美国、日本，法国、南非和澳大利亚等国已得到很多应用。

近年，欧盟MBR项目提出以下研发内容：加快以城市污水净化为目标的膜技术发展，降低基建与运行成本；城市污水深度处理的MBR技术，过程优化与膜污染控制；分散处理MBR及节能技术。

1.2.1厌氧膜生物反应器的工作原理

污水处理中的MBR法是将膜分离技术中的超、微滤技术和活性污泥法有机结合的污水处理高新技术，主要有膜组件、生物反应器、物料输送三部分组成，其运行原理是利用反应器内大量的微生物有效地降解污水中各种有机物，使水质得到净化，并通过膜分离装置代替传统工艺中的二沉池，提高固液分离的效率，从而得到优质的出水，基本解决了传统的活性污泥法存在的污泥膨胀、污泥浓度低等因素造成的出水水质达不到中水回用要求的问题。

系统内微生物种群数量是决定厌氧工艺处理能力的主要因素之一。除了废水组成、操作条件外，反应器类型也影响产甲烷菌种群数量。在厌氧反应器中主要存在两类产甲烷菌：甲烷八叠球菌和甲烷丝状菌属。

AnMBR中的微生物种群

膜在厌氧反应器中的应用不但可以增加微生物的数量，还可以改变优势种群。InceO等研究AnMBR中微生物种群的变化时发现，从城市污水的消化池中接种污泥，其最具优势的群落为甲烷球菌属，其次分别为甲烷八叠球菌、短杆菌、中杆菌、丝状菌以及长杆菌。而在AnMBR中发现优势种群出现了变化，相应的顺序为：中杆菌、短杆菌、甲烷八叠球菌、长杆菌以及丝状菌。运行14周后，

产甲烷菌和非产甲烷菌都相应增加了50%和20%，同时具有活性产甲烷菌急剧增加。自体荧光产甲烷菌与细菌总量的比值在6.7%到8.3%之间变化，具有生物活性的产甲烷菌增加了近20倍。

AnMBR中微生物浓度由于膜的截留作用，可以维持反应器中高浓度的微生物量，从而提高反应器的容积负荷。在AnMBR运行的前期，由于微生物的积累，污泥增长速率很快，MLVSS的质量浓度可达到数十g/L。同时膜对微生物浓度分布也有影响，ChooKH等发现，在0.5m/s的流速、0.1MPa的压力下，经过20d的运行，反应器内MLVSS的质量浓度从2410mg/L降低到920mg/L，而膜表面附着的微生物的质量浓度增加到20700mg/L，系统中约有16%的微生物转移到了膜表面。

随着研究和开发的深入，MBR技术己经显示出良好的发展前景，在污水处理领域正在受到广泛的重视，并孕育着极大的发展潜力，其应用范围和规模将不断扩大和增加。目前MBR在国外己进入广泛应用，在国内的应用也得到了一定的发展。

1.2.2厌氧膜生物反应器的种类及其优缺点

AnMBR 常用的厌氧系统主要有：升流式厌氧污泥床反应器(UASB) 、厌氧颗粒膨胀污泥床( EGSB) 、厌氧流动床( FB) 、厌氧生物滤池(AF) 、折流式厌氧反应器(ABR) 等。AnMBR 的膜组件主要是超滤和微滤膜，在膜组件的配置上主要有两种形式，即外置式和内置式，如图1 所示。外置式是将膜组件和生物反应器分开放置( 图1a) 。在这一配置中，因为反应器中缺少空气鼓泡，需要通过水泵进行液体循环以形成膜表面的切向流来改善膜污染状况。目前的研究表明膜每透过1m3水量，往往需要25～80 m3的料液( 污泥混合液) 循环量，因而需要较高的能耗。但由于这一配置能有效改善膜污染，是目前AnMBR 中最普遍的配置。内置式是将膜组件浸入到液体水槽中。这一配置需要曝气来防止膜表面污泥沉积层的形成，但反应器需要保持厌氧的环境，因而往往将厌氧消化产生的沼气用于对膜表面进行冲刷。根据是否将膜组件直接放入反应器内分，内置式又可分为两种形式，分别如图1b、1c 所示。

(a) (b)

图1-1 MBR示意图：(a)分置式MBR；(b)一体式MBR

1-填料；2-膜组件；3-生物反应器；4-抽吸泵

图1-2 复合式MBR

AnMBR 技术在保留厌氧生物处理技术投资省、能耗低、可回收利用沼气能源、负荷高、产泥少、耐冲击负荷等诸多优点的基础上，由于引入膜组件，还带来了一系列优点。如膜组件的高效分离截留作用使生物量不会从反应器中流失，实现了SRT 和HRT的有效分离，因而AnMBR 可以有更高的有机负荷和容积负荷。如Ross 等发现，当引入膜组件后，厌氧反应器的有机负荷率(OLR) 从4 kgCOD/(m3·d)提高到12 kgCOD/(m3·d) ，而处理效果不受影响。同时，膜的截留作用使得浊度、细菌和病毒等物质得到大幅度去除，提高了出水水质。除此之外，膜分离作

用还体现在对厌氧反应器的构造和处理效果有特殊的强化作用。如将UASB 与膜组合为例，将不再需要设计严格的三相分离器来实现气固液的分离；而对于两相厌氧MBR，膜分离作用可以使产酸反应器中的产酸细菌浓度增加，提

高水解发酵的能力，同时膜将大分子有机物截留在产酸反应器中使之水解发酵，因此可以使系统保持较高的酸化率。

AnMBR 在保留厌氧生物处理工艺优点的基础上，还可显著改善反应器固液分离效果，考虑到厌氧微生物的低增值速率，这种工艺特别适用于处理拮抗化合物，如生物难降解的有机污水。它的应用前景在于，对于某些污水采用UASB 系统出现颗粒污泥成粒非常困难时或SS 非常高的有机废水，特别是高浓度有机废水，采用AnMBR 具有非常好的应用前景。但要大范围的推广应用AnMBR 技术，特别是在我国应用这项技术，仍存在许多难题有待研究。主要有：( 1) 膜污染问题。膜污染问题很大程度上决定了AnMBR 系统的经济性和实用性。AnMBR 中污泥特性与好氧情况有较大改变，膜污染情况往往更复杂。膜污染的影响因素很多，污泥组成、操作条件、膜组件的材料和构造都对膜污染有重要影响，因而研究它们之间的关系对于膜污染控制有重要意义，目前这方面的研究还不多。( 2) 能耗的问题。由于目前的AnMBR 大多数使用的是外置式的，之所以采用外置式是因为反应器中缺少有效的水力条件( 水力紊动) ，所以需要通过水泵来进行液体循环以改善污染状况。这就造成了耗能相对较高。( 3) 经验参数缺乏。由于AnMBR 的研究不多，尤其是在国内，所以对各种不同行业的废水处理的经验参数缺乏，例如停留时间、有机负荷等等，这就要求大量的实验支持。

2运行参数对厌氧膜生物反应器运行效率的影响2.1 温度对厌氧膜生物反应器的影响

运行温度是影响微生物活性及生物处理效果的重要条件之一，其过高或过低均会影响系统内部污泥的特性，进而影响膜污染的发展。Sven Lyko通过对MBR 污水厂长达2 a 的在线观测结果得出较低的温度会加速膜污染，并推测其成因主要是温度降低会导致液态黏度升高，另外温度较低时期污水中有机物浓度也较其他时期偏高。因此建议在展开MBR 试验及相关设计时，应考虑冬季低温季节，尽量引进热源，用以保持较高的膜通量和保证污泥混合液中微生物的活性，尽量降低低温条件对膜污染带来的不利影响。

温度的变化会加剧膜污染的速率，但是当微生物适应低温环境时，膜污染速率会逐渐减缓，同时由于膜对污染物的截留可以有效补偿低温时微生物降解作用的不足，低温时MBR的出水水质并没有受到明显的影响。低温会导致污泥中SMP和EPS 释放的增加，导致其含量增高，但并没有进一步导致膜污染的加剧。相反地，低温时污泥粒径较高温时小，有效减少了污泥颗粒在膜表面的沉积，因而膜污染速率反而有所降低。

2.2 污泥龄和水力停留时间对膜的影响

水力停留时间（Hydraulic Retention Time）简写作HRT，是指待处理污水在反应器内的平均停留时间，也就是污水与生物反应器内微生物作用的平均反应时间。因此，如果反应器的有效容积为V（立方米），则：

HRT = V / Q (h)

即水力停留时间等于反应器高度与水流速度之比。

在传统的活性污泥法中，水力停留时间很大程度上决定了污水的处理程度，因为它决定了污泥的停留时间；而在MBR法即膜生物反应器中，由于膜的分离作用，使的微生物被完全阻隔在了反应池内，实现了水力停留时间和污泥龄的完全分离。

污泥龄是指在反应系统内，微生物从其生成到排出系统的平均停留时间，也就是反应系统内的微生物全部更新一次所需的时间。从工程上说，在稳定条件下，就是曝气池中工作着的活性污泥总量与每日排放的剩余污泥数量的比θc。

通过控制污泥龄选择活性污泥系统中微生物的种类。

如果某种微生物的世代期比活性污泥系统长，则该类微生物在繁殖出下一代微生物之前，就被以剩余活性污泥的方式排走，该类微生物就不能在系统内繁殖后代。反之如果某种微生物的世代期比活性污泥系统的泥龄短，则该种微生物在被以剩余活性污泥的形式排走之前，可繁殖出下一代，

SRT直接决定着活性污泥系统中微生物的年龄大小，一般年轻的活性污泥，分解代谢有机污染物的能力强，但凝聚沉降性差，年长的活性污泥分解代谢能力差，但凝聚性较好。

一般处理效率要求高，出水水质要求高SRT应控制大一些，温度较高时，SRT可小一些。分解有机污染物的决大多数微生物的世代期都小于3天（将NH3-N硝化成NO3—-N的硝化杆菌的世代期为5天）。

从生物动力学的角度出发，人们总是希望污泥龄能够足够长以满足那些世代时间较长菌种的要求同时减少剩余污泥产量，提高污泥浓度，从而缩小反应器的设计容积。而且膜的完全分离也使得反应器在较长的污泥龄下的运行成为可能。膜生物反应器在较低的污泥龄条件下运行时，不仅会增加排泥量，而且会降低膜组件的过滤性，主要原因是随着污泥龄降低，污染物的浓度尤其是可溶性有机产物（SMP）会增加，进而导致膜污染速率增加。研究发现当污泥龄较短时，SMP 在反应器内显著积累。他们还发现在不同的污泥龄条件下，即使反应器内SMP 浓度有很大不同，构成SMP 的分子颗粒的粒径分布却极为相似。而在常规活性污泥工艺中构成SMP 的分子颗粒的粒径分布在很大程度上受到污泥龄的影响。Zubair Ahmed 等利用4 组相同的缺氧－厌氧膜生物反应器考察了在不同污泥龄条件下（分别为20、40、60、100 d）膜污染以及微生物结构随污泥龄的变化情况，结果表明，当污泥龄为20 d 时膜污染速率要比污泥龄为60 d 时高出很多；膜丝表面泥饼层阻力以及化合态胞外聚合物（EPS）浓度也是随着污泥龄的延长而降低的。试验同时表明膜污染随污泥龄降低而加重的另一个原因是在较低污泥龄工况下的细小颗粒（1 μm）数目比高污泥龄时要多。即验证

了胶体颗粒对膜污染的影响不容忽视，尤其是污泥龄维持较低值的情况时。当然，过长的污泥龄尽管可以减少剩余污泥产量却也同时会导致污泥浓度上升和引发传质效率的降低，而且过长的污泥龄可能使微生物处于内源呼吸状态，难免会降低微生物活性甚至造成一定数量微生物的死亡，产生更多的细胞碎片和溶解性代谢产物，从而加重膜污染。G. Laera 等对在不同污泥龄下的污泥性状进行了长达4 a 的研究，得出表观黏度ηa与污泥浓度之间的关系：

ηa ＝ 28.939 ρ（MLSS）（dv/dy）-1 +（0.233 ρ(MLSS） + 1）

式中：ηa：污泥表观黏度，N/m2；dv/dy：污泥剪切速率，s-1。同时指出对于已知确定的污泥龄，MLSS 在很大程度上影响了污泥的表观黏度ηa，并得出了使污泥黏度最小的污泥龄为40 d，也因此对MBR 反应器的运行提供了积极的参考意义。膜生物反应器实现了污泥龄和水力停留时间的完全分离。尽管过短的水力停留时间会减少占地费用，但往往更容易导致溶解性有机物的积累，以致吸附在膜表面产生膜污染。Visvanathan C. 等研究发现较长的水力停留时间条件下膜污染得以缓解。张绍园等针对分置式膜生物反应器的试验研究结果也证实了采用过短的水力停留时间将导致系统内的溶解性有机物积累，引起膜通量的下降，并同时从影响水力停留时间的各项因素出发推导出水力停留时间的计算公式如下：

HRT ＝1.1 ×（1/β- 1）（KS + L）/KS0

式中：β：出水与进水有机物浓度比；KS：饱和常数，mg/L；L：出水有机物的质量浓度，mg/L；K：底物最大比降解速度常数，h－1；S0：回流污泥的质量浓度（以MLVSS计），mg/L。

从公式可以看出，对外置式膜生物反应器而言，影响其水力停留时间的主要因素为进、出水水质和生物反应器内污泥浓度。如果单纯从控制膜污染角度出发，则可以通过降低污泥回流量的方法来适当延长水力停留时间。

2.3 曝气和运行通量对膜的影响

膜生物反应器中由曝气产生的气、水二相流对于提高膜通量以及抑制膜污染具有不可忽视的作用。对于膜生物反应器而言，可以分别从曝气量的大小（曝气强度）以及曝气方式两方面来讨论对膜污染的影响。Uede T. 等在采用一体式膜生物反应器研究曝气强度对膜丝表面污泥层的去除和抽吸压力的影响时得出：

增大曝气强度可减小抽吸压力，气、水二相流对膜丝表面污泥层的控制取决于曝气强度的大小及曝气引起膜丝的摇摆强度。Chang S. 等采用外压外置式膜生物反应器研究气、水二相流对膜过滤性的影响，结果表明曝气能很好的控制颗粒在膜表面的沉积和提高膜通量，同时验证了曝气只对控制可逆污染起作用，对不可逆污染效果并不明显。对于特定的MBR 来说，一定范围内增大曝气强度可以改善膜表面污泥层的积累，但是当曝气量超过某一临界值时，继续增大曝气强度的作用就不明显了，因此有人提出了“经济曝气强度”这一概念，而且也有试验验证了“经济曝气强度”是与混合液的污泥浓度等因素有关的。Fangang Meng 等设计了MBR 在不同曝气量（150、400 和800 L/h）下的对比试验，试图从曝气强度对污泥性质以及对膜污染发展过程的影响两个方面解释膜污染。他们发现尽管曝气对于抑制膜污染具有很明显的作用，即曝气量较高时可以产生较大的膜面剪切力，但是因此导致的污泥颗粒粒径的变化却也加重了膜污染；此外在高曝气量时，污泥颗粒的均质性遭到破坏，胶体物质以及可溶性有机物的含量也有升高，也是引起膜污染的重要因素。对膜生物反应器而言，常见的曝气方式主要分两种：一种为气提模式（Air－lift mode），即在整个恒压过滤过程中都曝气；另一种为气喷模式（Airjetmode），即在膜过滤过程中间歇曝气。李盈利等采用两个结构相同的一体式膜生物反应器处理生活污水，考察不同曝气方式对运行效果的影响。结果表明：采用连续高强度曝气方式运行的MBR与采用间歇高强度曝气方式运行的MBR 在对COD、氨氮和TN 的去除效果方面相差不大；但间歇高强度的曝气方式减少了混合液中胞外聚合物（EPS）的释放和溶解性微生物产物（SMP）的溶出，有效缓解了膜污染，其单位产水能耗约为前者的60％。

上世纪90 年代中期Field、Howell 等针对泥饼层污染提出临界通量（critical flux）的概念，现已被广泛地应用到膜污染的研究中。广义临界通量是指膜阻力不随时间明显升高的最大膜通量。膜组件在次临界通量（sub－critical flux）下运行时，能够避免过滤料液中颗粒沉淀所造成的快速污染，是维持其长期稳定运行的关键因素，即膜组件在次临界通量条件下运行时，膜丝表面也会发生膜污染，但膜污染速率维持在一个稳定且较低的水平下。魏春海等的试验验证了膜组件在次临界通量条件下运行时，能够很好地避免因膜丝表面泥饼层的淤积

所导致的快速膜污染的发生，并实现了膜组件的长期稳定运行；但是当膜组件在超临界通量条件下运行时，发现膜污染累积现象严重，而且体外化学清洗也没能有效恢复膜组件的过滤性能，进一步证实了临界通量概念的引入对于膜组件长期稳定运行所具有的指导性意义。膜组件的临界通量只为膜长期出水通量的选定提供了一定的参考，但是，膜的出水方式（恒压运行和恒通量运行）的选定，对于实现膜组件长期运行并有效抑制膜污染也起到了很重要的作用。已经有研究证实，膜组件采用恒通量出水的操作方式运行时，可较为有效的控制膜污染速率的较快增长，实现膜通量长期保持较高水平，借以延长膜的清洗周期，降低运行费用。

2.4 其他因素对厌氧膜生物反应器的影响

抑阻剂：

抑阻剂的投加主要在于改善污泥混合液的性质，进而达到减缓膜污染速率的目的。向MBR中投加的抑阻剂通过吸附、絮凝等物理化学作用，实现料液中EPS 或者SMP浓度的降低，进而影响膜污染。用于缓解膜污染的常见的抑阻剂主要是粉末活性炭（PAC）以及聚合铝盐、铁盐等。李耀中等发现膜生物反应器中粉末活性炭的投加可以有效控制膜通量的下降。并且认为其原因是粉末活性炭的投加减少了液相主体中微细胶体和EPS 等的含量，并同时提高了污泥絮粒的抗压缩性，因而能在膜表面形成一层动态而疏松的、具有较高孔隙率的滤饼层，使滤饼层阻力及膜过滤总阻力明显降低。

Nicolas Lesage等则通过一组对比试验，分别观察了普通MBR 和投加粉末活性炭的MBR 反应器，试验结果表明PAC 的投加对于COD的去除率没有明显的提高，但是对减少剩余污泥产量、抑制膜污染速率等方面却有很好的效果。In S.Kim 等展开了向料液中投加钙盐并观察其对膜污染的影响的试验。两组反应器采用相同的自配水，当料液中的单价阳离子（Na+、K+等）浓度与所投加的二价阳离子（Ca2+、Mg2+）浓度之比分别控制在33 和1.8，即以Ca2+计分别是0.026 和2.86mg/L 时，他们发现在较低药剂投加量（0.026 mg/L）运行时的膜污染速率是最佳药剂投加量（2.86mg/L）的11 倍，在最佳药剂投加量条件下运行时，反应器内丝状菌的数量得以减少，而且离子架桥作用使得絮凝程度得到提升，从而减小了膜丝表面泥饼层阻力；他们还发现了膜孔堵塞阻力的减小是由于药剂的投

加限制了SMP 的释放，而且降低了SMP 的疏水性，进而优化了运行条件。

外加电场

Jun－Ping Chen 等开发了一种在膜两边外加电场的新型反应器，用以研究外加电场对膜通量的影响。当MBR运行压力为0.1MPa时，随着外加电场E 从15 V/cm 增加到20 V/cm，膜通量呈现先增加后稳定的趋势。并且，随着外加电场电势增加，污泥颗粒的电泳效果明显使得膜表面沉积层变薄，因此降低了膜阻力，提高膜通量。但是外加电场能否有效控制膜污染还需进一步研究。

3 关于膜表面浓差极化和污泥附着问题

3.1 浓差极化和污泥泥饼的形成模型

浓差极化：膜分离过程中的一种现象，会降低透水率，是一个可逆过程。是指在超滤过程中，由于水透过膜而使膜表面的溶质浓度增加，在浓度梯度作用下，溶质与水以相反方向向本体溶液扩散，在达到平衡状态时，膜表面形成一溶质浓度分布边界层，它对水的透过起着阻碍作用。

MBR膜污染的表征：膜污染一般通过膜污染过程中的污染阻力来表征。膜通量和操作压力之问的关系可用Darcy方程表示：

J=△P/μ*Rt=△P/μ*(Rm+Rp+Rc+Ri)

式中：J：膜通量，L/(m2·h)；△P：过膜压差(TMP)，Pa；μ：渗滤液动力学黏度，Pa·s；Rt：过滤的总阻力，m-1；Rm：清洁膜(或固有)阻力，m-1；Rp：浓差极化阻力，m-1。；Rc：泥饼层阻力，m-1；Ri：内部污染阻力，即小于膜孔的物质在膜孔内的堵塞与吸附，m-1。

膜污染阻力Rf(Rc+Rp+Ri)占总阻力的96.45％。外部阻力即浓差极化阻力和泥饼阻力之和是膜污染的主要成分，占到总阻力的85.2％膜本身阻力(即清洁膜阻力)和内部污染阻力与浓差极化阻力和泥饼层阻力相比所占比例较小。分别占总阻力的3.55％和l 1.24％。这与王志伟等报道好氧或厌氧浸没式MBR的结果相类似。说明浸没式MBR的膜阻力主要是由外部阻力引起的另一方面，厌氧膜生物反应器内比好氧MBR内的污泥颗粒细小，形成的外部泥饼比较密实，使泥饼阻力占了较大比例，同时使小分子物质通过泥饼层进入膜内部较为困难，使内部阻力所占比例较小。本研究与王志伟等H 研究的结果相比，外部阻力占到总阻力的要小。说明本研究采用的试验系统，泥饼层薄，膜污染很轻，证实了SAnRMBR系统的良好的水力学条件，能有效地减小浓差极化和避免污泥颗粒在膜表面的沉积，有效控制膜污染。

整个试验运行期间，在次临界通量下运行，于不同的旋转速度下.运行时间对膜过滤总阻力的影响如图3所示。

由图3可见.在启动阶段，当膜旋转速度为100dmin(即膜面剪切流速0.88m/ s)时，在COD容积负荷为1.3～2.8 kg/(m3·d)的条件下。膜过滤总阻力由2.6x1011m 上升到7.1xl011m，对试验数据进行线性拟合，膜污染速率dRt/dt为2.92x105m/s，污染较为缓慢。在21d的试验过程中.厌氧系统运行稳定。随后提高COD容积负荷达2.8～3.2 kg/(m。·d)时.系统TMP开始升高。膜过滤总阻力增大。为了减轻膜污染，提高膜旋转速度达150 r/min(即膜面剪切流速1.3 rn/s)，在第21～43天，膜过滤总阻力上升到2.0x1012m-1，膜污染速率为6.31xl0 m/s，膜污染速度加快。原因是由于COD容积负荷提高的幅度大，反应器内的污泥浓度、黏度等的增加幅度也大。此结果与S.ElmMeh等研究结果接近。在第43～66天。COD容积负荷为3.2—3.8 kg/(m3·d)，膜旋转速度调整为200 dmin(即膜面剪切流速2.2 m/s，膜过滤总阻力上升到2.73x1012m-1.膜污染速率为3.47xl05m/s，膜污染速率比膜旋转速度为100 dmin的要大.比膜旋转速度为150 r/min的要小。原因是在正常运行阶段，COD容积负荷提高的幅度小，反应器内的污泥浓度、黏度等的增加幅度也小。在第67～145天，膜旋转速度为250 d/min(即膜面剪切流速2.6m/s)，膜污染速率为9.03xl04m/s。此时膜污染速率降至最低。系统趋于稳定运行。这是因为。在第67~91天，随着COD容积负荷提高到3.7～4.4 kg，(m3·d)，膜过滤总阻力上升为3.1xl0 m-1。在第91～145天.COD容积负荷不再提高，维持COD 4.1～4.5 kg/(m3.d)，膜旋转速度250 r/min不变，膜过滤总阻力变化不大.系统处于稳定运行中。本系统的膜污染速率比隋鹏哲等报道的分置式厌氧MBR的结果小1～2个数量级。从另一方面分析，对于浸没式厌氧MBR相比于分置式厌氧MBR，膜污染更加严重。因此，总体说来，本研究采用的试验系统，膜污染很轻，在膜旋转速度为250

r/min(即膜面剪切流速2.6 m/s)，膜过滤阻力为2.73x1012m-l~3.4x1012m-1时，实现了系统稳定运行。对整个试验过程的膜污染速率分析结果。进一步证实了本新型SAnRMBR系统，通过内置的双轴旋转膜组件的可控旋转以及组件间的交错旋转，由此产生的气、液、固三相旋转流，能大大降低膜污染速率。实现了浸没式厌氧MBR系统的稳定运行。

膜污染阻力模型

在稳定运行阶段，根据本试验系统的稳定运行的水力学条件和阻力分析结果，整个过滤过程以滤饼层控制为主，膜污染阻力模型符合滤饼层控制模型见式(2)：

1/J2=1/J02 +kt

又根据式(1)可得式(3)：

R t2=(△P/μJ)2

将式(3)代入式(2)并变形后可得式(4)

R(t)=(R02+kx△Pt/μ)0.5

根据式(1)，由I/fl-t作图，并对图形进行线性拟合得式(5)：

J-2=1.16x109+2.83x106t

式(5)相关系数为0.939 8，由式(5)可知k=2.83x1011，把k值、试验实测的过滤液的黏度(1.Oxl0-3 Pa·s)、AP(25 kPa)代入式(4)，可得阻力模型式(6)：

R(t)=2.73x1012(1+2.38x10-4t)0.5

式中：R(t)：t时刻的过滤阻力，m-1；T：运行时间，d。

本结果与王志伟等的结果相比，过滤阻力随时间的增大要缓慢得多。说明泥饼阻力随时间增加很小.本SAnRMBR系统能有效控制和避免污泥颗粒在膜表面的沉积。

3.2 超声波控制膜污染

厌氧膜生物反应器的形式多采用分置式反应器，其膜污染控制手段的研究主要集中于通过提高错流速度来改善膜表面的水动力条件，但动力消耗很高；在组件内部添加障碍物提高湍流效果；引入临界通量概念优化运行条件；对膜材料进行优选，调理混合液等方面的研究也有报道。但迄今为止这些研究均未取得突破性进展。因此，开拓新的膜污染控制方法对于推动厌氧MBR的广泛应用是十分必要的。有研究表明，超声技术应用于大分子的膜错流过滤过程，可以有效提高渗透通量，控制膜污染的发展；对于膜清洗过程，超声可以有效提高清洗效果。厌氧膜.生物反应器中污泥混合液的过滤过程与大分子物质的过滤过程类似。从理论上分析，超声有可能成为控制厌氧MBR膜污染的一种全新的有效手段。

膜表面错流速度的优化。

试验结果如图2所示。在本研究中，当膜表面错流速度≥1.0 m/s时，膜过滤总阻力基本稳定在5×1011m 左右，7 d的试验过程中，厌氧MBR系统可以在没有超声作用下实现稳定连续运行。El—maleb等。在两相厌氧系统单独产甲烷相的膜分离效果研究中，错流速度为1.5 m/s时，污染阻力为2×10m-1，其结果和本研究结果接近。对错流速度小于1.0 m/s的2种工况的试验数据进行线性拟合，可以得到错流速度为0.75 m/s时，膜污染速率(d(ΣR)/dt)为8.33×10。m-1·s-1，相应的错流速度为0.5 m/s时，膜污染速率为3.0×10 m-1·s-1。如前所述，对于厌氧膜一生物反应器，一般通过提高膜表面的错流速度来控制膜污染的发展。对于分置式厌氧MBR的膜表面错流速度通常为1—3m/s。1990年，在南非的某工程中采用厌氧消化超滤工艺(ADUF)处理玉米加工厂废水，该工程中ADUF工艺的膜面错流速度采用了1.6 m/s。本研究采用的试验系统，在该错流速度下单纯采用水力方法控制膜污染，也实现了系统稳定运行。

超声功率对膜污染控制效果的影响

本研究针对较低功率范围，考察了不同电功率下超声对膜污染的控制效果。试验结果如图3所示。当超声电功率为30w时，和没有超声作用的运行结果相对比，超声对膜污染的控制效果不明显。

这主要是由于输入功率过低，在液体介质中尚未产生空化效应，而其他物理效应也比较弱。当超声电功率达到45w时，对膜污染表现出明显的控制效果。尽管采用的是短期运行，快速污染的方式，但仍能看到，和没有超声作用相比较，

达到相同的膜过滤阻力时，超声可以使得系统总运行时间延长6倍。当超声电功率达到60 w 时，尽管过滤总阻力的变化趋势在前期和45 W 的差别不大，但运行17 h之后，45 W下的过滤阻力出现快速增加。对于60 W以上的3种工况，可以看出对膜污染的控制效果随着功率的提高而加强。

对5种工况下的运行结果，通过数据拟合计算了膜污染增长速率。膜污染增长速率随功率变化情况如图4a所示。从图4a中可以看出，随功率的提高，膜污染增长速率不断下降，当超声功率超过45w后，膜污染发展速率随电功率升高而降低的趋势变小。从超声所产生的效应分析，主要是随着超声能量密度大的增加，各种物理和化学效应都不断增强，但这种增强的程度并不是随着功率的增加线性增加的。

对过滤总阻力ΣR达到4×10 m11的运行时间进行了比较。运行时间随功率变化情况如图4b所示。当电功率从30 w提高到45 w 时，运行时间延长了近4倍；而当电功率从60 w提高到75 w 以及继续提高到90 w 时，相应的运行时间分别提高了330 min(5.5 h)和480 min(8 h)。根据图3和图4，超声电功率为45w的工况与30 w 和没有超声的2个工况相比。污染控制效果有明显提高；比较45w和60w的2种工况，其污染控制效果相差不大；对于60 w 以上(包括60 W)的3个工况，其污染控制效果和45 w 以下的工况比较也有明显提高。在实验过程中，对于低于45 w 的2个工况，没有观察到声空化效应，其对膜污染的控制主要是依靠对膜丝的振动；而对于60 w 以上(包括60 w)的3个工况，观察到开始有少量剧烈振动的气泡出现，可以认为此时出现了声空化且其参与了对膜污染的控制。通过以上分析，为获得更好的污染控制效果，对于本研究所用超声设备，其电功率应选择在60 w 以上。超声在水中产生的一系列物理、化学效应，其强弱取决于超声的频率、超声声功率和液体介质的性质。对于一定频率的超声发生器和给定的液体介质，则仅仅取决于声功率。声功率越大，则相应的能量密度越大，在水中所产生的各种效应也越强。超声换能器所能输出的声功率的大小取决于超声发生器的电功率和超声换能器自身的性能。在较低电功率范围内，超声电功率和声功率呈线性关系，可通过电功率来表征声功率。对于较高的电功率范围，声功率并不随着电功率的增大而线性提高，而是产生更多的热损耗，最终存在声功率的极限，声功率将不随电功率的提高而提高。对于本研究所采用的超声换能器，经测定，当电功率超过150 W 时，膜组件内部的声场能量密度即不再明显增加，即150 W 的电功率接近超声设备的声极限。因此，对于本研究所采用的试验系统，超声电功率应选择在60—150 W之间。

超声对膜污染的控制效果

对比有超声作用和没有超声作用2种情况，厌氧MBR系统的膜污染发展，结果如图5所示。在没有超声作用下，7 d的运行时间中，在过滤压力小范围波动情况下，渗透通量不断下降，表明膜过滤阻力不断增加。系统运行1周后，膜表面有较厚的黑色滤饼层形成。当超声引入后，系统运行的第1 d，膜过滤阻力ΣR快速升高到3×1011m 左右，但接下来的几天一直在5×1011m 左右上下波动，膜污染得到很好控制。系统运行1周后，膜表面也形成有黑色的滤饼层，但滤饼层较

薄且不连续。由此可以看出超声的引入，系统运行在0.75 m/s的错流速度下即可以实现错流速度为1.0 m/s以上的水力控制效果。

利用超声控制膜污染的发展，是基于超声在水中的一系列物理、化学效应。对于膜错流过滤过程来说，由于膜的透过流量而引起的浓差极化是膜污染发展的前提，膜污染发生之后，由于颗粒物的沉积，会在膜表面形成致密的凝胶层和滤饼层。把超声引入膜过滤系统，其产生的物理效应和化学效应，首先是超声声波可以在水中产生机械振动，引起膜丝的快速抖动，从而有利于污染物质从膜表面的脱离；其次超声可以在膜表面的固液边界层产生微湍流现象，这种微湍流可以起到很好的混合搅拌作用，控制浓差极化的发展，从而有效控制膜污染的发展；最后超声在水中所产生的最重要的效应是声空化效应，通过声空化效应产生声冲流可以有效冲击膜表面污染层；声空化过程中，空化核的脉动可以松动滤饼层，此外强烈空化作用产生的羟基自由基可以氧化去除致密的凝胶层。

食品工业废水处理常见工艺[文献综述]

文献综述 食品工业废水处理常见工艺 一、前言部分 食品工业是以农、牧、渔、林业产品为主要原料进行加工的工业。食品工业作为中国经济增长中的低投入、高效益产业正在引人注目的发展、扩大；这种扩大对中国的经济发展无疑有促进作用，但从环境保护的角度来讲，食品工业废水对环境的影响也要引起有关方面的高度重视。 食品工业废水主要来源于三个生产工段。一、原料清洗工段：大量沙土杂物、叶、皮、磷、肉、羽、毛等进入废水中，使废水中含大量悬浮物。二、生产工段：原料中很多成分在加工过程中不能全部利用，未利用部分进入废水中，使废水含大量有机物。三、成形工段：为增加食品色香味，延长保存期，使用了各种食品添加剂，一部分流失进入废水，使废水化学成分复杂[1]。 食品工业废水本身无毒性，但含有大量可降解的有机物，废水若不经过处理排入水体会消耗水中大量的溶解氧，造成水体缺氧，使鱼类和水生生物死亡。废水中的悬浮物沉入河底，在厌氧条件下分解，产生臭水恶化水质，污染环境。若将废水引入农田进行灌溉，会影响农业果实的食用，并污染地下水源。废水中夹带的动物排泄物，含有虫卵和致病菌，将导致疾病传播，直接危害人畜健康[2]。 二、食品工业废水处理常见工艺 我国从20世纪80年代开始，各有关部门积极开展食品工业废水治理工作，已开发出多种有关这类废水的高效、低耗的处理工艺。包括好氧生物处理工艺、厌氧生物处理工艺、稳定塘工艺、光合细菌工艺、土地处理工艺以及上述工艺组合而成的各种各样的工艺。除此之外，膜分离技术及膜与生物法相结合的工艺也有研究。 2.1 典型工艺流程 目前国内外，食品工业废水的处理以生物处理[3]为主，较成熟的有厌氧接触法、厌氧污泥床法、酵母菌生物处理法等利用生物技术治理食品工业废水的方法。 2.1.1 废水处理典型工艺流程

膜生物反应器设计方案及详细参数介绍讲解

膜生物反应器（MBR）介绍及设计应用 （内部资料） 北京碧水源科技发展有限公司 https://www.sodocs.net/doc/4e12015239.html,

目录 1膜生物反应器（MBR）介绍 (1) 1.1原理 (1) 1.2工艺特点 (1) 2设计 (3) 2.1设计进水水质 (3) 2.2设计出水水质 (3) 2.3优质杂排水→城市杂用水（中水） (3) 2.3.1工艺流程 (3) 2.3.2设计说明 (4) 2.4生活污水→二级出水 (5) 2.4.1工艺流程 (5) 2.4.2设计说明 (6) 2.5生活污水→国家一级A标准 (9) 2.5.1工艺流程 (9) 2.5.2设计说明 (9)

1膜生物反应器（MBR）介绍 1.1原理 膜生物反应器（Membrane Bio-Reactor）简称MBR，是二十世纪末发展起来的新技术。它是膜分离技术和生物技术的有机结合。它不同于活性污泥法，不使用沉淀池进行固液分离，而是使用微滤膜分离技术取代传统活性污泥法的沉淀池和常规过滤单元，使水力停留时间（HRT）和泥龄（STR）完全分离。因此具有高效固液分离性能，同时利用膜的特性，使活性污泥不随出水流失，在生化池中形成8000－12000 mg/L超高浓度的活性污泥浓度，使污染物分解彻底，因此出水水质良好、稳定，出水细菌、悬浮物和浊度接近于零，并可截留粪大肠菌等生物性污染物，处理后出水可直接回用。 图1 膜生物反应器工作原理简图 1.2工艺特点 （1）出水水质优良、稳定。高效的固液分离将废水中的悬浮物质、胶体物质、生物单元流失的微生物菌群与已净化的水分开，不须经三级处理即直接可回用。具有较高的水质安全性。

MBR膜生物反应器

MBR膜生物反应器 一、MBR技术简介 膜生物反应器（Membrane Bio-Reactor,MBR）为膜分离技术与生物处理技术有机结合之新型态废水处理系统。以膜组件取代传统生物处理技术末端二沉池，在生物反应器中保持高活性污泥浓度，提高生物处理有机负荷，从而减少污水处理设施占地面积，并通过保持低污泥负荷减少剩余污泥量。主要利用沉浸于好氧生物池内之膜分离设备截留槽内的活性污泥与大分子有机物。膜生物反应器系统内活性污泥（MLSS）浓度可提升至8000~10000mg/L，甚至更高；污泥龄(SRT)可延长至30天以上。 膜生物反应器因其有效的截留作用，可保留世代周期较长的微生物，可实现对污水深度净化，同时硝化菌在系统内能充分繁殖，其硝化效果明显，对深度除磷脱氮提供可能。 1.MBR 的技术原理 MBR 工艺一般由膜分离组件和生物反应器组成, 由膜组件代替二次沉淀池进行固液分离。由于膜能将全部的生物量截留在反应器内, 可以获得长泥龄和高悬浮固体浓度,有利于生长缓慢的固氮菌和硝化菌的增殖,不需进行延时曝气就能实现同步硝化和反硝化, 从而强化了活性污泥的硝化能力, 膜分离还能维持较低的F?M , 使剩余污泥产率远小于活性污泥工艺, 且系统运行更加灵活和稳定。2. MBR 工艺中膜选择的技术要点 MBR 从膜分离的角度主要涉及微滤、超滤、纳滤及反渗透。由于无机膜的成本相对较高, 目前几乎所有的膜技术都依赖于有机的高分子化合物。应用于MBR 的膜材料既要有良好的成膜性、热稳定性、化学稳定性, 同时应具有较高的水通量和较好的抗污染能力。目前, 国内外常采用的方法是膜材料改性或膜表面改性，能有效地提高膜组件的通量和抗污染能力。 另一点需要考虑的因素是膜的孔径, 由于曝气池中活性污泥是由聚集的微生物颗粒构成, 其中一部分污染物被微生物吸收或粘附在微生物絮体和胶质状的有机物质表面,尽管粒子的直径取决于污泥的浓度、混合状态以及温度条件, 这些粒子仍存在着一定的分布规律,考虑到活性污泥状态与水通量, 最好选择0.10～0.40 微米孔径的膜。

uasb反应器的发展史与研究、应用调查

UASB反应器的发展史与研究、应用调查 摘要：UASB反应器是目前应用最为广泛的高效厌氧反应器，其研究、应用一直很受青睐。本文介绍了UASB反应器的构造和工作原理，简述了其相关方面的研究，包括颗粒污泥的形成、反应器的启动和改良，以及在废水中的应用，并指出了其广阔的应用前景。 关键词：UASB反应器；基本构造；工作原理；研究；应用；应用前景 引言 UASB是Up-flow Anaerobic Sludge Blanket（中文名：升流式厌氧污泥床反应器）的简称，是由荷兰瓦格宁根(Wageningen )农业大学环境系教授拉丁格(L ettinga)领导的研究小组于1971-1978年间开发研制的一项厌氧生物处理技术[1]。1971年Lettinga教授通过物理结构设计，利用重力场对不同密度物质作用的差异，发明了三相分离器。使活性污泥停留时间与废水停留时间分离，形成了UASB反应器的雏型。1974年荷兰CSM公司在其6m3反应器处理甜菜制糖废水时，发现了活性污泥自身固定化机制形成的生物聚体结构，即颗粒污泥。颗粒污泥的出现，不仅促进了以UASB 为代表的第二代厌氧反应器的应用和发展，而且还为第三代厌氧反应器的诞生奠定了基础。国内是从20世纪80 年代开始对UASB 反应器进行研究的。北京、无锡、兰州等地于80年代末期率先采用UASB工艺处理啤酒及酒槽污水。UASB反应器是第二代厌氧反应器的佼佼者，被广泛应用于处理各种有机废水处理中。相比于其他厌氧反应器，它具有容积负荷高、水力停留时间短、能耗低、成本少、设备简单、操作方便、运行稳定、处理效果好等特点[2]。目前世界上已有数百座UASB反应器在生产中应用。据文献[3]介绍，截止到2000年12月底，国内外所建成的厌氧处理工程中UASB反应器约占全部项目的59%。显然，UASB反应器越来越受青睐，但大多数UASB反应器存在一些先天缺陷，比如在处理固体悬浮物浓度较高的废水时易引起堵塞和短流，同时，初次启动和形成稳定颗粒污泥用时较长。此外，还需要设计合理的三相分离器专利技术。无疑，对传统UASB反应器的改良的探讨与研究任重而道远[4]。 1.UASB反应器的基本构造与工作原理 1.1UASB反应器的基本构造 升流式厌氧污泥床在构造上的特点是集生物反应与沉淀于一体，是一种结构紧凑的反应器（参见图1）。UASB 反应器主要由以下几部分构成：（1）进水配水系统，主要是将废水尽可能均匀地分配到整个反应器，并起到水力搅拌作用。它是反应器高效运行的关键之一。（2）反应区，是反应器的主要部位，包括污泥床区和污泥悬浮层区，有机物主要在这里被厌氧菌所分解。（3）三相分离器，由沉淀区、回流缝和气封组成，其功能是把气、固、液三相进行分离。沼气分离后进入气室，污泥经沉淀区沉淀后由回流缝回流到反应区，经沉淀澄清偶的废水作为处理水排出反应器。反应器的处理效果直接受三相分离器的分离效果的影响。（4）气室（也称集气罩），其作用是收集沼气，并将其导出气室送往沼气柜。（5）处理水排出系统，其作用是把沉降区表层处理过的水均匀地加以收集，排出反应器。此外，根据需要，反应器内还要设置浮渣清除系统和排泥系统，以

污水厌氧处理与好氧处理特点比较

污水厌氧生化处理 厌氧生物处理与好氧生物处理特点比较（优缺点） 厌氧生物处理是在厌氧条件下，由多种微生物共同作用，利用厌氧微生物将污水或污泥中的有机物分解并生成甲烷和二氧化碳等最终产物的过程。在不充氧的条件下，厌氧细菌和兼性（好氧兼厌氧）细菌降解有机污染物，又称厌氧消化或发酵，分解的产物主要是沼气和少量污泥，适用于处理高浓度有机污水和好氧生物处理后的污泥。 1、厌氧生物处理的优点 ⑴容积负荷高，典型工业废水厌氧处理工艺的污泥负荷（F/M）为～(kgMLVSS?d)，是好氧工艺污泥负荷～(kgMLVSS?d)的两倍多。在厌氧处理系统中，由于没有氧的转移过程，MLVSS可以达到好氧工艺的5～10倍之多。厌氧生物处理 /（m3?d），而好氧生物处理有机容积负荷只有～有机容积负荷为5～10kgBOD 5 （m3?d），两者相差可达10倍之多。 ⑵与好氧生物处理相比，厌氧生物处理的有机负荷是好氧工艺的5～10倍，而合成的生物量仅为好氧工艺的5%～20%，即剩余污泥产量要少得多。好氧生物处 产生的污泥量为250～600g，而厌氧生物处理系统每处理理系统每处理1kgCOD Cr 产生的污泥量只有20～180g。且浓缩性和脱水性较好，同时厌氧处理过1kgCOD Cr 程可以杀死污水和污泥中的一部分寄生虫卵，即剩余污泥的卫生学指标和化学指标都比好氧法稳定，因而厌氧污泥的处理和处置简单，可以减少污泥处置和处理的费用。 ⑶厌氧微生物对营养物质的需要量较少，仅为好氧工艺的5%～20%，因而处理氮磷缺乏的工业废水时所需投加的营养盐量就很少。而且厌氧微生物的活性比好氧微生物要好维持得多，可以保持数月甚至数年无严重衰退，在停运一段时间后能迅速启动，因此厌氧反应器可以间歇运行，适于处理季节性排放的污水。 因为曝气要耗电～1kWh，而厌氧生物处理 ⑷好氧微生物处理每去除1kgCOD Cr 就没有曝气带来的能耗，且处理含有表面活性剂的污水时不会产生泡沫等问题，不仅如此，每去除1kgCOD 的同时，产生折合能量超过12000kJ的甲烷气。 Cr ⑸好氧处理的曝气过程可以将污水中的挥发性有机物吹脱出来而产生大气污染，厌氧处理不存在这一问题，同时可以降解好氧工艺无法降解的物质，减少氯

膜生物反应器

膜生物反应器 科技名词定义 膜生物反应器 membrane bioreactor;MBR 定义1： 膜技术与生物技术结合的使系统出水水质和容积负荷都得到大幅提高的一种污水处理装置。 所属学科： 海洋科技（一级学科）；海洋技术（二级学科）；海水资源开发技术（三级学科）定义2： 一种含有固定酶或细胞、可用来促进特定生物化学反应的反应器。是工业生化在生产工艺上采用的一种膜技术。 简介 膜生物反应器 膜-生物反应器（Membrane Bio-Reactor,MBR）为膜分离技术与生物处理技术有机结合之新型态废水处理系统。是一种由膜分离单元与生物处理单元相结台的新型水处理技术，以膜组件取代二沉池在生物反应器中保持高活性污泥浓度减少污水处理设施占地，并通过保持低污泥负荷减少污泥量。主要利用沉浸于好氧生物池内之膜分离设备截留槽内的活性污泥与大分子固体物。因此系统内活性污泥（MLSS）浓度可提升至10,000mg/L，污泥龄(SRT)可延长30天以上，于如此高浓度系统可降低生物反应池体积，而难降解的物质在处理池中亦可不断反应而降解。故在膜制造技术不断提升支援下，MBR处理技术将更加成熟并吸引着全世界环境保护工业的目光，并成为21世纪污水处理与水资源回收再利用唯一选择。 用途

污水处理:中国是一个缺水国家,污水处理及回用是开发利用水资源的有效措施。污水回用是将城市污水通过膜生物反应器等设备的处理之后,将其用于绿化、冲洗、补充观赏水体等非饮用目的,而将清洁水用于饮用等高水质要求的用途。城市污水就近可得,免去了长距离输水:其在被处理之后污染物被大幅度去除,这样不仅节约了水资源,也减少了环境污染。污水回用已经在世界上许多缺水的地区广泛采用,被认为具有显著的社会、环境和经济效益。 迸出水水质比较: 设计进水水质:BOD5<30Omg/l CODcr<50Omg/l SS<30Omg/l T--N<4-5mg/l 出水水质:BOD5<5mg/l NH4+-N<1.Omg/l CODcr〈2Omg/l 浊度<1NTU 膜生物反应器 SS=Omg/l 细菌总数<20个/ml T-N<0.5mg/l 大肠杆菌数未检出 膜的种类繁多,按分离机理进行分类,有反应膜、离子交换膜、渗透膜等;按膜的性质分类,有天然膜(生物膜)和合成膜(有机膜和无机膜) ;按膜的结构型式分类,有平板型、管型、螺旋型及中空纤维型等。 工艺 膜生物反应器(MBR)是杨造燕教授及其领导的科研小组历经10年时间研究开发出来的新型污水生物处理装置,该技术被称为"21世纪的水处理技术",该项目曾被列为国家八?五、九?五重点科技攻关项目并被国家列为"中国21世纪议程实施能力及可持续发展实用新技术",此项技术在国内处于领先水平,部分指标达到国际领先水平。 MBR是膜分离技术与生物处理法的高效结合,其起源是用膜分离技术取代活性污泥法中的二沉池,进行固液分离。这种工艺不仅有效地达到了泥水分离的目的,而且具有污水三级处理传统工艺不可比拟的优点: 1、高效地进行固液分离,其分离效果远好于传统的沉淀池,出水水质良好,出水悬浮物和浊度接近于零,可直接回用,实现了污水资源化。

实用汇总,13种厌氧生物反应器原理

实用汇总，13种厌氧生物反应器原理！目前，厌氧微生物处理是高浓度有机废水处理过程中不可缺少的一个处理阶段。它不仅能耗低，而且可以生产沼气作为二次利用的能源。厌氧反应的容积负荷远大于好氧反应的容积负荷，而处理等量COD厌氧反应的投资较低。 目前常用的厌氧处理方法是：UASB，EGSB，CSTR，IC，ABR，UBF等。其他厌氧处理方法包括：AF，AFBR，USSB，AAFEB，USR，FPR，两相厌氧反应器等。 1。UASB——上流式厌氧污泥床反应器 uasb是一种英文缩写，表示向上流动的、不能吸收的细长床/毯子。称为上游厌氧污泥床反应器，是处理污水的厌氧生物方法，又称升厌氧污泥床。它是由荷兰的Lettinga教授在1977年发明的(Ding Yinian)。 UASB由三部分组成：污泥反应区、气-液-固三相分离器(包括沉淀区)和气室。底部反应区储存了大量的厌氧污泥，沉淀和凝结性能好的污泥在下部形成了一层污泥层。待处理的污水从厌氧污泥床底部流入污泥层与污泥混合接触，污泥中的微生物分解污水中的有机物并转化为沼气。沼气不断地以微小气泡的形式释放出来，在上升的过程中，这些微小的气泡继续合并逐渐形成较大的气泡。在污泥床的上部，由于沼气的搅动，污泥浓度较低的污泥与水一起上升到三相分离器中。当沼气接触到分离器下部的反射器时，它围绕反射器弯曲，然后穿过水层进入气室。浓缩在气室沼气中，经导管输出，固液混合物反射到三相分离器的沉淀区，使污水中的污泥絮凝，颗粒逐渐增多，在重力作用下沉降。斜壁上沉淀的污泥沿斜壁滑回厌氧反应区，使大量污泥在反应区内堆积，从沉淀区溢流堰上部分离出的污水从溢流堰上部溢出，然后排出污泥床。

废水厌氧生物处理与废水好氧生物处理的原理,特点及适用条件.

废水厌氧生物处理与废水好氧生物处理的原理,特点及适用条件 好氧生物处理 好氧生物处理是在有游离氧(分子氧)存在的条件下，好氧微生物降解有机物，使其稳定、无害化的处理方法。微生物利用废水中存在的有机污染物(以溶解状与胶体状的为主)，作为营养源进行好氧代谢。 过程:有机物被微生物摄取后，通过代谢活动，约有三分之一被分解、稳定，并提供其生理活动所需的能量；约有三分之二被转化，合成为新的原生质(细胞质)，即进行微生物自身生长繁殖。后者就是废水生物处理中的活性污泥或生物膜的增长部分，通常称其剩余活性污泥或生物膜，又称生物污泥。在废水生物处理过程中，生物污泥经固—液分离后，需进行进一步处理和处置。 优点:好氧生物处理的反应速度较快，所需的反应时间较短，故处理构筑物容积较小。且处理过程中散发的臭气较少。所以，目前对中、低浓度的有机废水，或者说BOD浓度小于500mg／L的有机废水，基本上采用好氧生物处理法。 在废水处理工程中，好氧生物处理法有活性污泥法和生物膜法两大类。 厌氧生物处理是在没有游离氧存在的条件下，兼性细菌与厌氧细菌降解和稳定有机物的生物处理方法。在厌氧生物处理过程中，复杂的有机化合物被降解、转化为简单的化合物，同时释放能量。在这个过程中，有机物的转化分为三部分进行：部分转化为CH4，这是一种可燃气体，可回收利用；还有部分被分解为 CO2、H20、NH3、H2S等无机物，并为细胞合成提供能量；少量有机物被转化、合成为新的原生质的组成部分。由于仅少量有机物用于合成，故相对于好氧生物处理法，其污泥增长率小得多。 废水厌氧生物处理 废水厌氧生物处理过程不需另加氧源，故运行费用低。此外，它还具有剩余污泥量少，可回收能量(CH4)等优点。其主要缺点是反应速度较慢，反应时间较长，处理构筑物容积大等。但通过对新型构筑物的研究开发，其容积可缩小。此外，为维持较高的反应速度，需维持较高的反应温度，就要消耗能源。 对于有机污泥和高浓度有机废水(一般BOD5≥2 000mg/L)可采用厌氧生物处理法。

厌氧反应器的作用及工作原理

厌氧反应器的作用及工作原理 厌氧反应器为厌氧处理技术而设置的专门反应器。 厌氧消化技术在世界各地广泛应用，大部分处理城市生活有机垃圾的厂处理量在2500t/a以上。 厌氧过程实质是一系列复杂的生化反应，其中的底物、各类中间产物、最终产物以及各种群的微生物之间相互作用，形成一个复杂的微生态系统，类似于宏观生态中的食物链关系，各类微生物间通过营养底物和代谢产物形成共生关系(symbiotic)或共营养关系(symtrophic)。因此，反应器作为提供微生物生长繁殖的微型生态系统，各类微生物的平稳生长、物质和能量流动的高效顺畅是保持该系统持续稳定的必要条件。如何培养和保持相关类微生物的平衡生长已经成为新型反应器的设计思路。 UASB反应器 工作原理:上流式厌氧污泥床反应器(UASB)是传统的厌氧反应器之一。三相分离器是UASB反应器的核心部件，它可以再水流湍动的情况下将气体、水和污泥分离。废水经反应器底部的配水系统进入，在反应器内与絮状厌氧污泥充分接触，通过厌氧微生物的讲解，废水中的有机污泥物大部分转化为沼气，小部分转化为污泥，沼气、水、泥混合物通过三相分离器得于分离。技术特点:运行稳定、操作简单、可用絮状污泥、产生沼气、较低的高度、投资省。适用场合:广泛应用于食品、啤酒饮料、制浆造纸、化工和市政等废水的处理。 EGSB反应器 工作原理:EGSB厌氧反应器是在UASB厌氧反应器的基础上发展起来的新型反应器，EGSB反应器充分利用了厌氧颗粒污泥技术，通过外循环为反应器提供充分的上升流速，保持颗粒污泥床的膨胀和反应器内部的混和。TWT通过改进和优化EGSB的内外部结构，提供了效率，降低了能耗，增强了运行的稳定性，有效防止了颗粒污泥的流失。技术特点:污泥浓度高高负荷高去除率抗冲击负荷能力强占地面积小造价低适用场合: 适用于淀粉废水、酒精废水和其他轻工食品等高浓度有机废水的处理。 TWT-IC反应器 工作原理:TWT-IC反应器是继UASB、EGSB之后的新型厌氧反应器，需要处理的废水使用高效的配水系统由反应器底部泵入反应器，与反应器内的厌氧颗粒污泥混合。在反应器

UASB厌氧反应器的设计

UASB厌氧反应器的设计 概述 厌氧处理已经成功地于各种高、中浓度的废水处理中。虽然中、高浓度的废水在相当程度上得到了解决，但是当污水中含有抑制性物质时，如含有硫酸盐的味精废水在处理上仍有一定的难度。在厌氧处理领域应用最为广泛的是UASB反应器，所以本文重点讨论UASB反应器的设计方法。但是，其与其它的厌氧处理工艺有一定的共同点，例如，流化床和UASB都有三相分离器。而UASB和厌氧滤床对于布水的要求是一致的，所以结果也可以作为其他反应器设计。 包含厌氧处理单元的水处理过程一般包括预处理、厌氧处理(包括沼气的收集、处理和利用)、好氧后处理和污泥处理等部分，可以用图1所示的流程表示。 二、UASB系统设计 1、预处理设施 一般预处理系统包括粗格栅、细格栅或水力筛、沉砂池、调节(酸化)池、营养盐和pH调控系统。格栅和沉砂池的目的是去除粗大固体物和无机的可沉固体，这对对于保护各种类型厌氧反应器的布水管免于堵塞是必需的。当污水中含有砂砾时，例如以薯干为原料的酿酒废水，怎么强调去除砂砾的重要性也不过分。不可生物降解的固体，在厌氧反应器内积累会占据大量的池容，反应器池容的不断减少最终将导致系统完全失效。 由于厌氧反应对水质、水量和冲击负荷较为敏感，所以对于工业废水适当尺寸

的调节池，对水质、水量的调节是厌氧反应稳定运行的保证。调节池的作用是均质和均量，一般还可考虑兼有沉淀、混合、加药、中和和预酸化等功能。在调节池中设有沉淀池时，容积需扣除沉淀区的体积；根据颗粒化和pH调节的要求，当废水碱度和营养盐不够需要补充碱度和营养盐(N、P)等；可采用计量泵自动投加酸、碱和药剂，通过调节池水力或机械搅拌达中和作用。 同时，酸化池或两相系统是去除和改变，对厌氧过程有抑制作用的物质、改善生物反应条件和可生化性也是厌氧预处理的主要手段，也是厌氧预处理的目的之一。仅考虑溶解性废水时，一般不需考虑酸化作用。对于复杂废水，可在调节池中取得一定程度的酸化，但是完全的酸化是没有必要的，甚至是有害处的。因为达到完全酸化后，污水pH会下降，需采用投药调整pH值。另外有证据表明完全酸化对UASB 反应器的颗粒过程有不利的。对以下情况考虑酸化或相分离可能是有利的： 1) 当采用预酸化可去除或改变对甲烷菌有毒或抑制性化合物的结构时； 2) 当废水存在有较高的Ca

厌氧生物处理反应器概述及展望

生物工程设备课程论文 厌氧生物处理反应器概述及展望学生姓名： 2017年11月

厌氧生物处理反应器概述及展望 摘要：概述了厌氧消化阶段理论与厌氧消化的主要影响因素；介绍了厌氧生物反应器的发展历史；并对几种典型的高效厌氧生物反应器（上流式厌氧污泥床，厌氧折板反应器，厌氧膨胀颗粒污泥床和内循环式反应器）的工作原理、构造、技术特点、运行机制及其应用情况等做了详尽的阐述；最后，对厌氧反应器今后的研究方向给予了展望。 关键词：厌氧消化；厌氧生物反应器；工作原理；研究方向 随着我国工业化进程的不断加快，环境保护压力也越来越大，大量难降解工业废水的处理是摆在我们面前的一个重大难题。在废水生物处理领域，常用的有好氧法和厌氧法两种，其中好氧生物处理技术的曝气需要大量的能耗，而厌氧生物处理技术相对而言能耗则低的多，并且能够产生沼气达到资源再利用，符合当今节能环保的主题。因此研究和开发新型高效的厌氧生物处理反应器及其相关工艺具有长远的战略意义。 1 厌氧消化阶段理论 厌氧消化，是指在严格厌氧条件下，通过多种微生物（厌氧或兼性菌）的共同作用，将各种复杂有机物进行降解，并产生大量的CH4和CO2等沼气能源的复杂过程［1］。厌氧消化阶段理论先后经历了两阶段理论、三阶段理论到四菌群学说，其中三阶段理论和四菌群学说描述较为全面和准确，是目前在业内相对得到公认的主流理论，占主导地位。

1.1 三阶段理论 M.P.Bryant根据对产甲烷菌和产氢产乙酸菌的研究结果，于1979 年，在两阶段理论的基础上，提出了三阶段理论［2］。该理论将厌氧发酵分成三个阶段，即水解和发酵阶段、产氢、产乙酸阶段及产甲烷阶段 1.2 四菌群理论 1979 年，J.G. Zeikus在第一届国际厌氧消化会议上提出了四菌群理论。该理论认为参与厌氧消化菌，除了水解发酵菌、产氢产乙酸菌、产甲烷菌外，还有一个同型产乙酸菌种群［3］。这类菌可将中间代谢物的H2和CO2转化成乙酸。厌氧发酵过程分为四个阶段，各类群菌的有效代谢均相互密切连贯，处于平衡状态，不能单独分开，是相互制约和促进的过程。 2 厌氧消化的影响因素 （1）温度。主要影响微生物的生化反应速率，进而影响有机污染物的分解速率。同时温度突变对厌氧菌影响大。厌氧消化分为常温、中温和高温厌氧消化［4］。 （2）pH 值。厌氧微生物的生命活动、物质代谢与pH 有密切的关系，pH 值的变化直接影响着消化过程和消化产物，不同的微生物要求不同的pH 值，其中产甲烷菌对pH 值尤其敏感，其最佳生存pH 值范围为6.5～7.2。 （3）搅拌。搅拌可使消化物料与微生物充分接触，从而提高消化效率、增加产气量。但搅拌也存在一定的负面效果，搅拌过快则不利于颗粒污泥的形成，实际操作上要选择最适宜的搅拌速度及搅拌时间。 （4）营养物。营养物质中最重要的是碳和氮两种，二者需要满足一定的比例。C/N 比太高，细菌氮量不足，消化液缓冲能力降低，造成pH 值上升，铵

污水处理厌氧部分

废水厌氧生物处理 生物处理原理 废水生物处理有“好氧生物”处理、“厌氧生物”处理或“好氧生物”加“厌氧生物”处理。“好氧生物处理”是指这类生物必须在有分子态氧气（O2）的存在下，才能进行正常的生理生化反应，主要包括大部分微生物、动物以及我们人类；“厌氧生物处理“是在无分子态氧存在的条件下，能进行正常的生理生化反应的生物，如厌氧细菌、酵母菌等。 一、厌氧生物处理原理 废水厌氧生物处理在早期又被称为厌氧消化、厌氧发酵；是指在厌氧条件下由多种（厌氧或兼性）微生物的共同作用下，使有机物分解并产生CH4和CO2的过程。 （一）厌氧生物处理中的基本生物过程——阶段性理论 1、两阶段理论： 20世纪30~60年代，被普遍接受的是“两阶段理论” 第一阶段：发酵阶段，又称产酸阶段或酸性发酵阶段；主要功能是水解和酸化，主要产物是脂肪酸、醇类、CO2和H2等；主要参与反应的微生物统称为发酵细菌或产酸细菌；这些微生物的特点是：1）生长速率快，2）对环境条件的适应性（温度、pH等）强。 第二阶段：产甲烷阶段，又称碱性发酵阶段；是指产甲烷菌利用前一阶段的产物，并将其转化为CH4和CO2；主要参与反应的微生物被统称为产甲烷菌（Methane producing bacteria）；产甲烷细菌的主要特点是：1）生长速率慢，世代时间长；2）对环境条件（温度、pH、抑制物等）非常敏感，要求苛刻。

2、三阶段理论 对厌氧微生物学的深入研究后，发现将厌氧消化过程简单地划分为上述两个过程，不能真实反映厌氧反应过程的本质； 厌氧微生物学的研究表明，产甲烷菌是一类十分特别的古细菌（Archea），除了在分类学和其特殊的学报结构外，其最主要的特点是：产甲烷细菌只能利用一些简单有机物作为基质，其中主要是一些简单的一碳物质如甲酸、甲醇、甲基胺类以及H2/CO2等，两碳物质中只有乙酸，而不能利用其它含两碳或以上的脂肪酸和甲醇以外的醇类； 上世纪70年代，Bryant发现原来认为是一种被称为“奥氏产甲烷菌”的细菌，实际上是由两种细菌共同组成的，一种细菌首先把乙醇氧化为乙酸和H2（一

膜生物反应器原理结构

膜生物反应器原理结构 时间：2007年12月14日 膜生物反应器 (Membrane Bioreactor，简称MBR)是将生物降解作用与膜的高效分离技术结合而成的一种新型高效的污水处理与回用工艺。它利 用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子物质截留住，省掉二沉池。活性污泥浓度因此大大提高，水力停留时间（HRT）和污泥停留时间（SRT） 可以分别控制，而难降解的物质在反应器中不断反应、降解。因此，膜生物 反应器工艺通过膜分离技术大大强化了生物反应器的功能。下面是作用原理 基本图例 1.前言 随着全球范围经济的快速发展和人口的膨胀，水资源短缺已成为全球人类共同面临的严峻挑战。为解决困扰人类发展的水资源短缺问题，开发新的可利用水源是世界各国普遍关注的课题。世界上不少缺水国家把污水再生利用作为解决水资源短缺的重要战略之一。这不仅可以消除污水对水环境的污染，而且可以减少新鲜水的使用，缓解需水和供水之间的矛盾，给工农业生产的发展提供新的水源，取得显著的环境、经济和社会效益。开展新型高效污水处理与回用技术的研究对于推进污水资源化的进程具有十分重要的意义。 膜-生物反应器是近年新开发的污水处理与回用技术。该技术由于具有诸多传统污水处理工艺所无法比拟的优点，在世界范围受到普遍关注。本文将对近年来膜-生物反应器污水处理与回用技术的研究与应用进行介绍。

2.膜-生物反应器的技术原理与特点 在膜-生物反应器中，由于用膜组件代替传统活性污泥工艺中的二沉池，可以进行高效的固液分离，克服了传统活性污泥工艺中出水水质不够稳定、污泥容易膨胀等不足，从而具有下列优点[1]： (1)能高效地进行固液分离，出水水质良好且稳定，可以直接回用； (2)由于膜的高效截留作用，可使微生物完全截留在生物反应器内，实现反应器水力停留时间（HRT）和污泥龄（SRT）的完全分离，使运行控制更加灵活稳定； (3)生物反应器内能维持高浓度的微生物量，处理装置容积负荷高，占地面积省；...... MBR膜生物反应器 2003-06-17 技术概况 ·由于采用了先进的膜生物反应器技术，使系统出水水质在各个方面均优于传统的污水处理设备，出水水质在感官上已接近于自来水的情况，可以作为中水回用。 ·由于膜的高效分离作用，不必设立沉淀、过滤等固液分离设备，不需反冲洗，且出水悬浮物浓度远低于传统固液分离设备，使整个系统流程简单，易于集成，系统占地大为缩小。·生物膜反应器可以滤除细菌、病毒等有害物质，不需设消毒设备，不需加药，不需控制余氯，使管理和操作更为方便，并可节省加药消毒所带来的长期运行费用。 ·生物膜反应器内生物污泥在运行中可以达到动态平衡，不需污泥回流和排放剩余污泥。·整个系统自动化程度高，运行管理简单方便。 ·采用先进的日本进口中空纤维膜，膜使用寿命长，单位体积膜面积高，膜具有自修复能力，从而减少了设备维护工作。 ·通过独特的运行方式，使膜表面不易堵塞，洗膜间隔时间长，且洗膜方式简单易行。·独特的膜组件运行方式使水处理所需能耗很低。 技术原理 MBR膜生物反应器技术将超滤膜与生物反应器有机地结合起来，克服了传统污水处理工艺的流程冗长、占地面积大、操作管理复杂等缺点，稳定可靠，出水水质优于一般中水水质标准。 适用范围中水回用 应用实例清华中水 北京汇联食品废水处理工程 膜生物反应器（MBR）是一种由膜过滤取代传统生化处理技术中二次沉淀池和砂滤池的水处理技术。与传统的污水处理生物处理技术相比，MBR具有以下主要特点：＾出水水质好； 由于膜的高效截留，出水中悬浮固体的浓度基本为零；对游离菌体和一些难降解的大分子颗粒状物质巨头截留作用，生物反应器内生物相丰富，如，世代时间较长的

膜生物反应器处理生活污水及中水回用

节水与回用 膜生物反应器处理生活污水及中水回用 荆肇乾1,　吕锡武1,　赵硕伟2 (1.东南大学环境科学与工程系,江苏南京210096;2.镇江生态环境咨询中心, 江苏镇江212001) 摘　要:　针对生活污水的特点,在小试基础上建成了膜生物反应器中水回用示范工程(24 m3/d)。运行结果表明,出水浊度、BOD5、NH3-N、动植物油平均浓度分别为1.8NT U、8.7mg/L、 1.69mg/L、0.58mg/L,出水无色无味,各项水质指标均优于《城市污水再生利用———城市杂用水 水质》(G B/T18920—2002)标准。膜及膜面凝胶层对稳定系统出水水质起到了决定性作用。 关键词:　生活污水;　膜生物反应器;　中水回用 中图分类号:X703.1 文献标识码:C 文章编号:1000-4602(2006)18-0077-03 D om esti c Sewage Trea t m en t and Reuse Usi n g M em brane B i oreactor J I N G Zhao2qian1,　LV Xi2wu1,　ZHAO Shuo2wei2 (1.D ept.of Environm ental Science and Eng ineering,S outheast U n iversity,N anjing210096, China;2.Z henjiang Ecologica l and Environm ental Consultation Center,Zhenjiang212001, Ch ina) Abstract:　Based on the characteristics of domestic se wage and p il ot2scale experi m ental operati on, a de monstrati on p r oject of me mbrane bi oreact or(MBR)f or domestic se wage treat m ent and reuse was es2 tablished(24m3/d).Operati on results show that the average concentrati on of turbidity,BOD5,NH3-N and oil in the effluent are1.8NT U,8.7mg/L,1.69mg/L,and0.58mg/L,res pectively.The efflu2 ent is col orless or odorless.The para meters of the effluent are better than the R euse of U rban R ecycling W a ter—W ater Q uality S tanda rd for U rban M iscellaneous W a ter Consum ption(G B/T18920-2002). Me mbrane and gel layer on the membrane surface are critical t o the stabilizati on of effluent quality. Key words:　domestic se wage;　me mbrane bi oreact or(MBR);　waste water reuse 1　示范工程概况 在实验室小试研究基础上,建成了设计流量为24m3/d的中水回用示范工程———中国冶金设备南京有限公司污水处理和中水回用工程,处理出水可用作厂区内冲厕、洗车和绿化景观用水。 污水处理及回用工艺流程见图1。 污水首先经格栅去除较大的漂浮物及悬浮物后进入调节池(池内设置组合填料),调节池设计考虑较长的水力停留时间(充分考虑污水水量变化较大的特点),污水水质、水量在此均和后经污水提升泵(液位控制、自动启闭、1用1备、自动切换)提升进入膜生物反应器(MBR),大部分污染物在此得到降解[1、2],最后经自吸泵间歇抽吸(抽吸12m in,停止3m in)出水, 出水经过紫外灯杀菌器消毒后进入清水池。 图1　工艺流程 Fig.1　Sche matic diagra m of de monstrati on p r oject 第22卷　第18期2006年9月 中国给水排水 CH I N A WATER&WASTE WATER Vol.22No.18 Sep.2006

详细介绍IC厌氧反应器工作过程

详细介绍IC厌氧反应器工作过程 厌氧塔又叫厌氧设备厌氧反应器等别名，主要有三部分组成分别由污泥反应区、气液固三相分离器和气室，设备内仓留有大量厌氧污泥，具有良好的沉淀性能和凝聚性能的污泥在下部形成活性污泥层。 厌氧塔反应器设备的运行流程： 污水从厌氧设备底部流入污泥中层进行混合反应，中层部分的厌氧生物分解污水中的COD等有机物并转化成气体。产生的气泡不断合并成大气泡，在厌氧塔中上部由于气体的上升产生搅动使较稀薄的污泥和水一起上升进入厌氧设备三相分离器，气体碰到分离器下部的挡板时转向挡板的四周过水层进入气室，集中在气室中的气体通过管道排出，固液混合液经过反射进入三相分离器的沉淀区，污水中的污泥发生絮凝，颗粒逐渐增大，并在重力作用下沉降。沉淀至斜壁上的污泥沼着斜壁滑回厌氧反应区内，与污泥分离后的上清液通过溢流堰上部溢出流入污水处理工艺中的下一道好氧工序。 IC厌氧反应器工作原理： 废水好氧生物处理方法的实质是利用电能的消耗来达到改善废水水质的一种技术措施，因此能、低能耗的厌氧废水处理技术在近代废水处理技术中得到了广泛的应用，厌氧生物处理法有了较大的发展。厌氧消化工艺由普通厌氧消化法演变发展为厌氧接触法(厌氧活性污泥法)、生物滤池法、上流式厌氧污泥床反应器(UASB)、厌氧流化床、复合厌氧法等，其中普通消化池法、厌氧接触法等为*代厌氧反应器，生物滤池法、UASB、厌氧流化床等为第二代厌氧反应器，随着厌氧技

术的发展，由UASB衍生的EGSB和IC(内循环)厌氧反应器为第三代厌氧反应器。EGSB相当于把UASB反应器的厌氧颗粒污泥处于流化状态，而IC反应器则是把两个UASB反应器上下叠加，利用污泥床产生的沼气作为动力来实现反应器内混合液的循环。 IC厌氧反应器工作过程： 通过以下的对IC厌氧反应器的描述，您可以很清楚的了解到其所具有的优点的基本原理。 一般可以理解为IC是由上、下两个UASB组成两个反应室，下反应室负荷高，上反应室负荷低，在反应器内部，对应分为三个反应区。 高负荷区 利用特殊的多旋流式防堵塞的布水系统，高浓度的有机废水均匀进入反应器底部，完成与反应器内污泥的充分混合，由于内循环作用、高的水力负荷和产气的搅动，导致反应器底部的污泥膨胀状态良好，使废水与污泥能够充分接触，如此良好的传质作用和较高的污泥活性才保证了IC反应器具有较高的有机负荷。 低负荷区 低负荷区也是精处理区，在这个反应区内水力负荷和污泥负荷较低，产气量少，产气搅动作用小，因此可以有效的对废水中的有机物进行再处理。 沉降区 IC反应器顶部为污泥沉降区，有机物已基本去除的废水中的少量悬浮物在本区内进一步进行沉降，保证IC出水水质达到规定要求。

膜生物反应器技术说明

膜生物反应器技术说明 一、简介 膜生物反应器(MBR)是膜分离技术与生物技术有机结合的新型水处理技术，它用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物质截留住，省掉二沉池，是目前最有前途的废水处理新技术之一，是公认的市政污水最终可行的中水回用技术。 二、分类 目前在水处理行业中，膜生物反应器投入大规模实际应用，膜生物反应器依据膜组件，及原理有不同的分类。下面我们就来了解一下膜生物反应器分类。 1、从整体上来讲，膜生物反应器分类有以下几种： 膜分离生物反应器：膜分离生物反应器用于污水处理中的固液分离。 膜曝气生物反应器：膜曝气生物反应器中膜被用于气体质量传递，通常是为好氧工艺供氧(通常由曝气风机供氧和机械曝气供氧二种)，可以实现生物反应器的无泡曝气，大大提高反应器的传氧效率。 萃取膜生物反应器：萃取膜生物反应器主要用于工业中优先污染物的处理，选择性透过膜被用于萃取特定的污染物。 2、按照膜组件的放置方式可分为：分体式和一体式膜生物反应器 分体式膜生物反应器把生物反应器与膜组件分开放置，膜生物反应器的混合液经增压后进入膜组件，在压力作用下混合液中的液体透过膜得到系统出水，活性污泥则被截留，并随浓缩液回流到生物反应器内。 一体式系统则直接将膜组件置于反应器内，通过的抽吸得到过滤液，膜表面清洗所需的错流由空气搅动产生，设置在膜的正下方，混合液随气流向上流动，在膜表面产生剪切力，以减少膜的污染。一体式膜生物反应器工艺是污水生物处理技术与膜分离技术的有机结合。 3、按照膜生物反应器是否需氧：可分为好氧和厌氧膜生物反应器 好氧膜生物反应器一般用于城市和工业的处理，好氧MBR用于城市污水处理通常是为了使出水达到回用的目的，而用于处理工业的主要为了去除一些特别的污染物，如油脂类污染物。

UASB EGSB和IC三种厌氧反应器比较

UASB 、EGSB 和IC 三种厌氧反应器比较 UASB 、EGSB 和IC 是在高负荷有机废水处理中最常见的三种厌氧反应器。 这三种反应器结构不同，处理能力各异，今天我们将这三种厌氧反应器进行详细比较，分别说一说他们的优缺点。 1. 厌氧生物处理的基本原理 厌氧生物处理，就是利用厌氧微生物的代谢特性,将废水中有机物进行还原,同时产生甲烷气体的一种经济而有效的处理技术。废水厌氧生物处理技术（厌氧消化），就是在在无分子氧条件下，通过厌氧微生物的作用，将废水中的各种复杂有机物分解转化成甲烷和二氧化碳等。厌氧与好氧过程的根本区别，就是不以分子态氧作为受氢体，而以化合态的氧、碳、硫、氢等作为受氢体。 COD →微生物 CH 4+CO 2+H 2O+H 2S+NH 3+微生物 2. 厌氧处理技术发展历史 3. 三代厌氧反应器的演变

4. 三种厌氧反应器比较 (1) UASB反应器 UASB反应器是第二代厌氧反应器，它的优缺点如下： 优点： ?有机负荷居第二代反应器之首 ?污泥颗粒化使反应器对不利条件抵抗性增强 ?简化工艺，节约投资与运行费用 ?提高容积利用率，避免堵塞问题 缺点： ?内部泥水混合较差不利于微生物和有机物之间的传质 ?当液相和气相上升流速较高时会出现污泥流失，导致运行不稳定 ?水力负荷和反应器有机负荷无法进一步提高 (2) EGSB反应器 EGSB反应器相当于改进型UASB反应器，属于第三代厌氧反应器，它的优缺点如下：优点： ?提高反应器内的液体上升流速, ?颗粒污泥床层充分膨胀

?污水与微生物之间充分接触,加强传质效果 ?避免反应器内死角和短流的产生 ?占地面积较UASB小 缺点： ?反应器较高 ?采用外循环，动力消耗大 (3) IC反应器 IC反应器属于第三代厌氧反应器，它的内部结构相当于两个UASB叠加。 优点： ?内循环结构,利用沼气膨胀做功,无须外加能源,实现内循环污泥回流?实现了“高负荷与污泥流失相分离” ?引入分级处理,并赋予其新的功能 ?抗冲击负荷能力强 ?基建投资省，占地面积少，节能 缺点： ?进水需预处理 ?结构复杂,维护困难 ?出水需后处理

废水厌氧生物处理原理

废水厌氧生物处理原理 一、厌氧消化过程中的主要微生物 主要介绍其中的发酵细菌（产酸细菌）、产氢产乙酸菌、产甲烷菌等。 1、产甲烷菌 产甲烷细菌的主要功能是将产氢产乙酸菌的产物——乙酸和H2/CO2转化为CH4和CO2，使厌氧消化过程得以顺利进行；主要可分为两大类：乙酸营养型和H2营养型产甲烷菌，或称为嗜乙酸产甲烷细菌和嗜氢产甲烷细菌；一般来说，在自然界中乙酸营养型产甲烷菌的种类较少，只有Methanosarcina（产甲烷八叠球菌）Methanothrix（产甲烷丝状菌），但这两种产甲烷细菌在厌氧反应器中居多，特别是后者，因为在厌氧反应器中乙酸是主要的产甲烷基质，一般来说有70%左右的甲烷是来自乙酸的氧化分解。 典型的产甲烷反应： 产甲烷菌有各种不同的形态，常见的有： ①产甲烷丝菌；等等。 产甲烷菌都是严格厌氧细菌，要求氧化还原电位在-150～-400mv，氧和氧化剂对其有很强的毒害作用；产甲烷菌的增殖速率很慢，繁殖世代时间长，可达4～6天，因此，一般情况下产甲烷反应是厌氧消化的限速步骤。 ②产甲烷球菌； ③产甲烷杆菌； ④产甲烷八叠球菌； 2、产氢产乙酸菌： 产氢产乙酸细菌的主要功能是将各种高级脂肪酸和醇类氧化分解为乙酸和H2；为产甲烷细菌提供合适的基质，在厌氧系统中常常与产甲烷细菌处于共生互营关系。 主要的产氢产乙酸反应有：

注意：上述反应只有在乙酸浓度很低、系统中氢分压也很低时才能顺利进行，因此产氢产乙酸反应的顺利进行，常常需要后续产甲烷反应能及时将其主要的两种产物乙酸和H2消耗掉。 主要的产氢产乙酸细菌多为：互营单胞菌属、互营杆菌属、梭菌属、暗杆菌属等；多数是严格厌氧菌或兼性厌氧菌。 3、发酵细菌（产酸细菌）： 发酵产酸细菌的主要功能有两种： ①水解——在胞外酶的作用下，将不溶性有机物水解成可溶性有机物； ②酸化——将可溶性大分子有机物转化为脂肪酸、醇类等； 主要的发酵产酸细菌：梭菌属、拟杆菌属、丁酸弧菌属、双岐杆菌属等；水解过程较缓慢，并受多种因素影响（pH、SRT、有机物种类等），有时会成为厌氧反应的限速步骤；产酸反应的速率较快；大多数是厌氧菌，也有大量是兼性厌氧菌；可以按功能来分：纤维素分解菌、半纤维素分解菌、淀粉分解菌、蛋白质分解菌、脂肪分解菌等。 二、厌氧生物处理的主要特征 1、厌氧生物处理过程的主要缺点： ①气味较大； ②对温度、pH等环境因素较敏感； ③对氨氮的去除效果不好； ④处理出水水质较差，需进一步利用好氧法进行处理； 2、厌氧生物处理过程的主要优点： ⑤反应过程较为复杂——厌氧消化是由多种不同性质、不同功能的微生物协同工作的一个连续的微生物过程； ⑥厌氧微生物有可能对好氧微生物不能降解的一些有机物进行降解或部分降解；