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MBR运行通量改善方法之旋流分离器

旋流分离器 – 改善MBR运行通量的替代方法

目前MBR工艺的使用越来越多,膜通量的问题是MBR工艺使用上的唯一弊端,为改善这个弊端,旋流分离器是一个好的研究方向。

DEMON厌氧氨氧化工艺发明者、来自奥地利的Bernhard Wett博士如何利用原来用于DEMON工艺的水力旋流器(hydrocyclone)的应用进行拓展,发明了可以生物除磷、改善污泥沉降性能的inDENSE颗粒污泥工艺。后者对二沉池排出的污泥进行筛选,将沉降性能好的污泥颗粒回流到生物反应器中。在不改变原工艺的条件下(如传统的连续式活性污泥工艺),它能显著提高污泥容积指数(SVI)的表现,无需新增二沉池就能解决混合悬浮固体沉降性差的问题。

最近Wett博士又与日本明电舍新加坡分公司(Meiden Singapore)以及新加坡公用事业局(PUB)合作,将水力旋流器的应用潜能进一步拓展到MBR工艺上,用以提高MBR的膜通量。


项目背景

膜生物反应器(MBR)在占地和出水稳定性上都有优势,所以在近几年得到了显著发展。但如果要想进一步提高MBR系统的污泥质量,需要控制好跨膜压差(TMP)的增幅,来让膜系统保持高通量运行。气反洗是常用的减少膜污染的手段,另外也可加入絮凝剂以改善污泥形成,从而减少膜结垢。除此以外臭氧也是改善MBR性能的手段之一。另一方面,可以通过优化MBR的操作条件和参数来改善通量,例如混合液悬浮固体(MLSS),水力停留时间(HRT),污泥停留时间(SRT),食物与微生物比(F/M),回流污泥(RAS)等。膜结垢的部分成因是由可渗入膜孔的胶体粒子引起的,因此去除混合液中的这些粒子被认为可以改善MBR系统的通量。

据资料显示,此前明电舍、PUB就与Wett博士合作过,研究侧流厌氧氨氧化工艺在新加坡的适用性,在此前的合作中,明电舍和PUB已经见识到水力旋流器筛选不同尺寸颗粒的高效性,所以萌生了将它应用到MBR系统的想法:他们决定对新加坡的一个处理生活污水的MBR系统进行了调查,通过旋流分离器从回流污泥中截留高密度颗粒回MBR系统中。较轻的颗粒作为剩余污泥从水力旋流器的溢流排出。研究目的是评估水力旋流器对MBR性能的影响。

下图为工艺流程和参数控制

结论

实验结果显示安装旋流分离器能改善处理生活污水的MBR系统的表现,因为它去除混合液中的轻质颗粒组分。将其作为剩余污泥排除系统。在长达8个月的时间里,膜通量维持在25L/㎡/h(LMH)的水平,TMP值稳定在16-18kPa间,污泥也得以稳定,并且在长达一年的时间里无需反洗。而在引入水流旋流器之前,反洗频率约为3-4个月。这意味着水流旋流器能降低反洗频率和化学品的使用。最后值得一提的是尽管污泥的沉降性能得到改善,但是在实验的最后阶段,污泥负荷的波动对系统造成了极大影响,否则水力旋流器可能使MBR的通量稳定期变得更长。 




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