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MBR運行通量改善方法之旋流分離器

旋流分离器 – 改善MBR运行通量的替代方法

目前MBR工藝的使用越來越多,膜通量的問題是MBR工藝使用上的唯一弊端,爲改善這個弊端,旋流分離器是一個好的研究方向。

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。


項目背景

膜生物反應器(MBR)在占地和出水穩定性上都有優勢,所以在近幾年得到了顯著發展。但如果要想進一步提高MBR系統的汙泥質量,需要控制好跨膜壓差(TMP)的增幅,來讓膜系統保持高通量運行。氣反洗是常用的減少膜汙染的手段,另外也可加入絮凝劑以改善汙泥形成,從而減少膜結垢。除此以外臭氧也是改善MBR性能的手段之一。另一方面,可以通過優化MBR的操作條件和參數來改善通量,例如混合液懸浮固體(MLSS),水力停留時間(HRT),汙泥停留時間(SRT),食物與微生物比(F/M),回流汙泥(RAS)等。膜結垢的部分成因是由可滲入膜孔的膠體粒子引起的,因此去除混合液中的這些粒子被認爲可以改善MBR系統的通量。

據資料顯示,此前明電舍、PUB就與Wett博士合作過,研究側流厭氧氨氧化工藝在新加坡的適用性,在此前的合作中,明電舍和PUB已經見識到水力旋流器篩選不同尺寸顆粒的高效性,所以萌生了將它應用到MBR系統的想法:他們決定對新加坡的一個處理生活汙水的MBR系統進行了調查,通過旋流分離器從回流汙泥中截留高密度顆粒回MBR系統中。較輕的顆粒作爲剩余汙泥從水力旋流器的溢流排出。研究目的是評估水力旋流器對MBR性能的影響。

下圖爲工藝流程和參數控制

結論

實驗結果顯示安裝旋流分離器能改善處理生活汙水的MBR系統的表現,因爲它去除混合液中的輕質顆粒組分。將其作爲剩余汙泥排除系統。在長達8個月的時間裏,膜通量維持在25L/㎡/h(LMH)的水平,TMP值穩定在16-18kPa間,汙泥也得以穩定,並且在長達一年的時間裏無需反洗。而在引入水流旋流器之前,反洗頻率約爲3-4個月。這意味著水流旋流器能降低反洗頻率和化學品的使用。最後值得一提的是盡管汙泥的沈降性能得到改善,但是在實驗的最後階段,汙泥負荷的波動對系統造成了極大影響,否則水力旋流器可能使MBR的通量穩定期變得更長。 




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