MBR膜生物反应器设计.doc

生物反应器设计任务说明书MBR膜生物反应器设计班级：学号：姓名：1概况1.1膜生物反应器简介膜生物反应器（MembraneBioreactor）为传统活性污泥法与膜分离技术的结合。活性污泥中微生物对原水中有机物进行生物降解，达到去除有机物的目的。膜分离单元代替了传统工艺中的二沉池，可大大减小占地面积，而且膜分离可以截留原水中的固体悬浮物、胶体物质等，保证优质而稳定的出水水质。概括起来，膜生物反应器与传统水处理工艺相比有以下优势：占地面积小，仅为传统工艺的1/3-1/2。出水水质好，可回用。浊度明显低于传统工艺，对于大肠菌、噬菌体和有毒的微污染物的去除很明显。生物处理单元中污泥浓度高，泥龄长，对有机物去除率高。对于氮磷污染物有较高的去除效果。与传统工艺相比，膜生物反应器产生的剩余污泥量少，降低了对剩余污泥处置的费用。膜生物反应器工艺简单、体积小、运行管理方便、易于实现自动控制。1.2膜生物反应器发展历程膜生物反应器是由膜分离技术与生物反应器相结合的生物化学反应系统。用于水处理的膜生物反应器是一种新型水处理技术。开展膜与生物技术相结合的膜生物反应器技术的研究已经超过30年，膜生物反应器的商业应用也超过20年。膜生物反应器最先用于微生物发酵工业。在废水处理领域中的应用研究始于60年代的美国。1969年美国的Smith首先报导了活性污泥法和超滤结合，处理城市污水的方法；同年Dorr-Oliver发表了用超滤膜与活性污泥法生物反应器相结合处理生活污水的研究，并申报了专利，但当时由于受膜生产技术所限，膜的使用寿命短，水通透量小，使其在投入实际应用中遇到障碍。1972年，Shelf等开始了厌氧型膜生物反应器的研究工作。70年代后期，日本研究者根据本国国土狭小、地价高的特点对膜分离技术在废水处理中的应用进行了大力开发和研究，使膜生物反应器开始走向实际应用。但直到1985年膜生物反应器的研究仍处在基础研究阶段。进入80年代以来，随着膜的开发，膜生物反应器更具实用价值，膜技术在北美、欧洲以及日本得到长足的发展。国际上对膜生物反应器的研究有了较快的进展。1985年，日本建设省制订“AquaRenaissance90′（水综合再生利用系统90年代计划）”大型研究计划，把膜生物反应器的研究在污水处理对象及处理规模上都向前大大推进了一步，其内容主要包括新型膜材料的开发，膜分离装置的研究等。法国、美国、澳大利亚等国对膜生物反应器的研究也投入了很大力量。使膜生物反应器的研究内容更加全面而深入，为90年代的进一步推广应用奠定了技术基础。总结起来研究的内容大致可分为以下几个方面：探索新的膜生物反应器形式，扩大其适用范围；探求合适的操作条件和工艺参数，尽可能提高膜组件的性能；（3）降低处理工艺的动力消耗；进行机理及数学模型描述的研究；（5）实用化装置的研制。现在膜生物反应器已成功地应用于市政污水处理回用、生活污水处理、粪便污水处理、垃圾渗滤液、化工废水等废水处理中。随着膜制备技术的进步，MBR专用膜品种的开发，膜质量的提高和膜制造成本的降低，MBR的设备投资也会随之降低，MBR在水处理中的应用范围也将越来越广。膜生物反应器水处理技术的发展和广泛应用将成为生化水处理技术发展史上的又一次飞跃，在未来的水工业技术领域占有重要的位置。1.3膜生物反应器国外情况国外在开发膜生物反应器技术中最有代表性的公司有Zenon、Kubota、Mitsubishi、AsahiKASEI、X-Flow公司等。前二者主要提供一体式膜生物反应器，X-Flow主要进行分置式膜生物反应器技术的推广与运用。此外AsahiKASEI也进行了一体式和分置式膜生物反应器的工程与运用研究。Zenon公司的主导产品有ZeeWeed和ZenoGem。ZeeWeed采用聚乙烯中空纤维膜，曝气、进水、出水和清洗均采用可编程序控制器控制，膜的工作通量约为40～70L/m2.h，中空纤维膜寿命一般为4～6年。其特点之一是膜机械强度高，工作寿命长；其二是设计了水或专用清洗剂的反洗程序。该设备采用了较高的气水比，因而能量消耗较高。Zenon公司生产的ZeeWeed超滤膜已经在42个国家500多个项目上得到运用。Kubota公司开发的膜生物反应器采用聚乙烯板式膜，工作通量约为20～25L/m2.h，板式膜的寿命可达7年。Mitsubishi采用聚乙烯（PE）材质中空纤维膜，膜孔径0.4微米，在高浓度有机废水处理排放、生活污水处理回用等领域已经有众多工程实例。目前，许多发达国家将膜生物反应器应用于水资源的保护与再利用工程上，有些国家和地区使用该技术处理后的生活污水再经适当深度处理可以直接饮用。目前，由于国外的膜生物反应器研制成本较高，产品造价较昂贵等原因，一定程度上限制了该技术在更广泛的范围内应用，尤其是在发展中国家的推广应