¿Cómo funciona el biorreactor de membrana MBR?

Biorreactor de membrana

El biorreactor (MBR) es un nuevo sistema de tratamiento de aguas residuales que combina tecnología de separación de membrana y tecnología de tratamiento biológico. Los módulos de membrana se utilizan para reemplazar el tanque de sedimentación secundario terminal de la tecnología de tratamiento biológico tradicional para mantener una alta concentración de lodos activados en el biorreactor y aumentar la carga orgánica del tratamiento biológico, reduciendo así la huella de las instalaciones de tratamiento de aguas residuales y manteniendo bajos niveles de aguas residuales. carga de lodos para reducir la cantidad de lodos restantes. Los equipos de separación por membranas sumergidos en un tanque biológico aeróbico se utilizan principalmente para retener lodos activados y materia orgánica macromolecular en el tanque de interceptación. La concentración de lodo activado (MLSS) en el sistema del biorreactor de membrana se puede aumentar a 8000 ~ 10000 mg/L, o incluso más. La edad de los lodos (SRT) puede ampliarse a más de 30 días.

Debido a su eficaz efecto de interceptación, los biorreactores de membrana pueden interceptar microorganismos con ciclos de generación largos y lograr una purificación profunda de las aguas residuales. Al mismo tiempo, las bacterias nitrificantes pueden reproducirse completamente en el sistema y su efecto de nitrificación es obvio, lo que brinda la posibilidad de una eliminación profunda de fósforo y nitrógeno.

Biorreactor de membrana Yaxiu

Biorreactor de membrana especial Ruijie

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Uso: tratamiento de aguas residuales: mi país tiene escasez En países con agua Los recursos naturales, el tratamiento y la reutilización de aguas residuales son medidas efectivas para desarrollar y utilizar los recursos hídricos. La reutilización de aguas residuales significa que las aguas residuales urbanas y las aguas residuales industriales se tratan mediante equipos como biorreactores de membrana y se utilizan para fines no potables, como reverdecimiento, lavado y reposición de cuerpos de agua ornamentales, mientras que el agua limpia se utiliza para beber y otros fines que requieren mayor cantidad de agua. calidad. Las aguas residuales urbanas y las aguas residuales industriales se pueden obtener en las cercanías, evitando el transporte acuático a larga distancia, y se pueden procesar en las cercanías para aprovechar al máximo los recursos hídricos. Al mismo tiempo, las aguas residuales se pueden tratar en las cercanías y también se puede evitar que se filtren durante el transporte a larga distancia y contaminen las fuentes de agua subterránea. La reutilización de aguas residuales se ha utilizado ampliamente en muchas zonas con escasez de agua en todo el mundo y se considera la tecnología de tratamiento de aguas residuales más práctica en el siglo XXI.

Comparación de la calidad del agua de entrada y salida:

Calidad del agua de entrada del diseño general de aguas residuales urbanas: DBO 5300 mg/l; DQOcr 500 mg/l ss 300 mg/l; l

Calidad del agua efluente: DBO 510 mg/l; NH4-n 10,0 mg/l; DQOcr <30 mg/l turbidez 5 NTU, número total de bacterias del intestino grueso es 3/L;

Tipo de membrana Hay muchas, clasificadas según el mecanismo de separación, incluyendo membranas de reacción, membranas de intercambio iónico, membranas permeables, etc. Según la naturaleza de la membrana, existen membranas naturales (membranas biológicas) y membranas sintéticas (membranas orgánicas y membranas inorgánicas).

;Según el tipo estructural de membrana, existen tipos planas, tubulares, espirales y de fibras huecas.

Tres

Información del proceso MBR es una combinación eficaz de tecnología de separación por membrana y tratamiento biológico. Su origen es el uso de la tecnología de separación por membranas para sustituir el tanque de sedimentación secundario en el proceso de lodos activados para la separación sólido-líquido. Este proceso no solo logra eficazmente el propósito de la separación de lodo y agua, sino que también tiene ventajas incomparables sobre los procesos tradicionales de tratamiento de aguas residuales de tres etapas:

1. La eficiencia de separación sólido-líquido es alta y el efecto de separación. Es mucho mejor que el de los tanques de sedimentación tradicionales. La calidad del agua efluente es buena, los sólidos suspendidos y la turbidez del efluente son cercanos a cero y pueden reutilizarse directamente, logrando el reciclaje de aguas residuales.

2. Debido a la interceptación de alta eficiencia de la membrana, los microorganismos quedan completamente atrapados en el biorreactor, de modo que el tiempo de retención hidráulica (HRT) y la edad de lodos (SRT) del reactor están completamente separados. y el control de operación es flexible y estable.

3. Dado que MBR combina el tanque de aireación y el tanque de sedimentación secundario del tratamiento de aguas residuales tradicional en uno, reemplaza todas las instalaciones de proceso del tratamiento terciario, lo que puede reducir en gran medida el espacio y ahorrar inversión en construcción civil.

4. Favorece la interceptación y reproducción de bacterias nitrificantes, y la eficiencia de nitrificación del sistema es alta. Al cambiar el modo de operación, también puede tener las funciones de desaminación y eliminación de fósforo.

5. Dado que la edad de los lodos puede ser muy larga, la eficiencia de degradación de la materia orgánica refractaria mejora enormemente.

6. El reactor opera en condiciones de alto volumen de carga, baja carga de lodos y larga edad de lodos, y la producción de lodos restantes es extremadamente baja. Debido a que la edad de los lodos puede ser infinitamente larga, en teoría se puede lograr una descarga de lodos nula.

7. El sistema realiza control PLC, lo cual es conveniente para la operación y gestión.

El biorreactor de membrana es un nuevo tipo de tecnología de tratamiento de agua que combina una unidad de separación de membrana y una unidad de tratamiento biológico. Los módulos de membrana se utilizan para reemplazar el tanque de sedimentación secundario para mantener una alta concentración de lodo activado en el biorreactor, reducir la ocupación de las instalaciones de tratamiento de aguas residuales y reducir la cantidad de lodo manteniendo baja la carga de lodo.

En comparación con la tecnología tradicional de tratamiento de agua bioquímico, MBR tiene las siguientes características principales: alta eficiencia de tratamiento y buena calidad del efluente; equipo compacto y tamaño reducido, control automático y operación y gestión simples; Desde la década de 1980, esta tecnología ha recibido cada vez más atención y se ha convertido en uno de los focos de investigación. En la actualidad, los biorreactores de membrana se han utilizado en más de una decena de países entre los que se encuentran Estados Unidos, Alemania, Francia, Egipto, etc., con escalas que oscilan entre los 6m3/d.

13000m3/d

La investigación de mi país sobre MBR tiene menos de diez años, pero se está desarrollando rápidamente.

La investigación nacional sobre MBR se puede dividir a grandes rasgos en varios aspectos: (1) Explorar la combinación de diferentes procesos de tratamiento biológico y unidades de separación de membranas. El proceso de tratamiento de reacción biológica se ha expandido desde el método de lodos activados hasta el contacto. método de oxidación, método de biopelícula, proceso compuesto que combina lodo activado y biopelícula, y proceso anaeróbico de dos fases (2) Estudiar los factores, mecanismos y modelos matemáticos que afectan el efecto del tratamiento y el ensuciamiento de la membrana, explorar las condiciones operativas apropiadas y los parámetros del proceso, y intentar Es posible reducir la contaminación de la membrana y mejorar la capacidad de procesamiento y la estabilidad operativa de los módulos de membrana (3) Ampliar el alcance de aplicación de MBR; Los objetos de investigación de MBR se extienden desde aguas residuales domésticas hasta aguas residuales orgánicas de alta concentración (aguas residuales de alimentos, aguas residuales de cerveza) y aguas residuales industriales refractarias (aguas residuales petroquímicas, aguas residuales de impresión y teñido, etc.). ), pero se centra principalmente en el tratamiento de aguas residuales domésticas.

En China, el MBR se utiliza en el tratamiento de aguas residuales tanto domésticas como industriales.

Estos resultados muestran que MBR puede eliminar eficazmente DQO, NH3-N, SS y turbidez de diversas aguas residuales orgánicas de alta concentración y aguas residuales refractarias.

Los recursos hídricos per cápita de China son sólo 2250 m3/persona·año, menos de 1/4 del promedio mundial. Entre las más de 600 ciudades de China, más de 300 tienen escasez de agua, de las cuales más de 100 padecen una escasez grave de agua, con una escasez anual de agua de casi 6 mil millones de m3, lo que causa pérdidas económicas anuales de alrededor de 200 mil millones de yuanes. Los recursos hídricos per cápita en el norte de China son sólo de 250 a 480 m3/persona·año, una quinta parte menos que el promedio nacional. Casi todas las ciudades de la región enfrentan escasez de agua. Por lo tanto, la reutilización de aguas residuales es una de las medidas importantes para aliviar la crisis del agua en la llanura del norte de China. La tecnología de biorreactor de membrana se considera una tecnología de ahorro de agua con buenos beneficios económicos, sociales y ambientales debido a la excelente calidad de sus efluentes y ha atraído mucha atención. Aunque todavía existen altos costos operativos, con el avance de la tecnología de producción de membranas, la mejora de la calidad de las membranas y la reducción de los costos de producción de membranas, la inversión en MBR también se reducirá. Por ejemplo, el desarrollo de membranas de fibra hueca de polietileno y nuevas membranas cerámicas ha hecho que sus costes sean significativamente más bajos que en el pasado. Por otro lado, el desarrollo de varios biorreactores de membrana nuevos también ha reducido en gran medida los costos operativos reales, como el MBR sumergido por gravedad y el MBR anaeróbico operativo a baja presión, en comparación con los biorreactores de membrana presurizados aeróbicos tradicionales, el costo se reduce considerablemente. . Por lo tanto, a largo plazo, el rango de aplicación de los biorreactores de membrana en el tratamiento de agua será cada vez más amplio. En los cada vez más estrictos estándares ambientales del agua de hoy, MBR ha demostrado su enorme potencial de desarrollo y se convertirá en un fuerte competidor para reemplazar la tecnología tradicional de tratamiento de aguas residuales en el nuevo siglo.

4 Ventajas técnicas: bajo la filtración de MLSS y membrana de microfiltración, la calidad del efluente es estable y de alta calidad. En cargas de gran volumen y con tiempos de residencia cortos, el proceso MBR es más sencillo que los sistemas tradicionales.

Reduzca el espacio del piso, reemplace completamente el tanque de sedimentación y la unidad de filtro de arena y ahorre un 30% del espacio del piso en comparación con los métodos tradicionales. La concentración de MLSS en el tanque de reacción sin problemas de sedimentación de lodos puede alcanzar más de 10.000 mg/L, tiene una fuerte resistencia al impacto de carga y puede tratar eficazmente aguas residuales orgánicas de alta concentración.

Bajo la filtración por membrana de microfiltración, el efecto de separación es mucho mejor que el de los tanques de sedimentación tradicionales y las unidades de filtro de arena. La calidad del agua efluente es buena y estable, sin sólidos suspendidos ni turbidez.

Después del tratamiento, las aguas residuales urbanas de bajo nivel y generalmente de baja contaminación se pueden utilizar directamente como agua para vías fluviales secundarias o agua para el reciclaje de recursos in situ, lo que favorece la interceptación, el crecimiento y la reproducción de aguas residuales lentas. -Bacterias nitrificantes en proliferación. Mejora la eficiencia de nitrificación del sistema y tiene una mayor eficiencia de eliminación bajo la reacción A/O.

El papel del nitrógeno. Los métodos A/O y A2O pueden eliminar eficazmente el nitrógeno y el fósforo amoniacal, especialmente en áreas de control de calidad del agua. La membrana de microfiltración puede eliminar la mayoría de las bacterias y otros microorganismos, reducir la cantidad de desinfectante y obtener agua reutilizada segura.

La interceptación biológica en la piscina tiene un bajo consumo de energía, bajos costos operativos, SRT prolongado y alta edad de los lodos. En el caso de la autodescomposición biológica, el volumen de lodos se reduce a más de la mitad.

. El bajo volumen de lodo es menor que el del método tradicional de lodo activado, el ciclo de descarga de lodo es largo y la flexibilidad de operación es alta.

El sistema de tuberías de biopelícula pertenece al sistema de filtración absoluta y alto MLSS, que puede superar fácilmente el diseño de control PLC del sistema de aguas residuales de alta concentración operativa de lodos biológicos con gran variabilidad, fácil operación y mantenimiento, control automático y gestión conveniente. MLSS = 6000～10000 mg/L

Puede reducir el volumen del tanque de lodos biológicos aeróbicos.

Se puede utilizar como diseño cerrado. La separación de membrana con baja contaminación, bajo ruido y bajo olor mejora en gran medida la eficiencia del tratamiento de sustancias refractarias macromoleculares en aguas residuales. Diseño modular móvil estándar, instalación rápida y sencilla, fácil de ampliar por etapas, adecuado para la renovación de antiguas plantas de tratamiento de aguas residuales, solo es necesario agregar equipos de membrana MBR.

El programa original se agrega al programa MBR.

El plan de cambio de proceso original incluye dos tanques de sedimentación, un tanque de mezcla rápida, un tanque de mezcla lenta, flotación por aire presurizado, un conjunto de filtración ascendente y dos torres de carbón activado. Casi todos pueden ser reemplazados por MBR.

Se cambió uno de los tanques de sedimentación a uno de fondo plano y se colocó un módulo MBR. Puede reemplazar otros programas originales.

La calidad del agua tratada es mejor. Calidad del agua de descarga desde la flotación por aire original a la flotación por aire presurizado:

DQO = 182 mg/L, SS = 6,5 mg mg/L,

NH4-N=0,4 después del tratamiento MBR mg /l, NO3-N=31,4mg/l, calidad del agua:

DQO = 165,5 mg/l, SS = 5,7mg mg/l,

NH4-N = 0,19 mg /L, NO3-N = 25 mg/L

Operación y mantenimiento más sencillos, menor coste. El procedimiento original es complejo, con muchos tanques y maquinaria, y el personal y las habilidades necesarios para operarlo son complejos. Esto requiere mucha mano de obra.

Después de sustituir la piscina MBR, el retrolavado se controla automáticamente mediante PLC. El procedimiento de limpieza química es sencillo y cada grupo se implementa individualmente. La gestión de operaciones de personal es extremadamente sencilla.

Existen muchos tanques de coste, y la mayor parte de la maquinaria se utiliza en el tanque de sedimentación original.

Consumibles Debido a la gran cantidad y complejidad de las máquinas, existen multitud de consumibles. El carbón activado también debe activarse o renovarse. Menos maquinaria y forma sencilla.

5 Modo de Aplicación 5.1

Es una nueva tecnología internacional de tratamiento de agua de los años 90. Combina tecnología de tratamiento biológico de aguas residuales y tecnología de separación por membranas. En primer lugar, se utiliza tecnología bioquímica para degradar la materia orgánica del agua y domesticar los hongos dominantes.

Luego, utilice tecnología de membranas para filtrar sólidos suspendidos y sustancias macromoleculares solubles en agua, reducir la turbidez del agua y cumplir con los estándares de descarga. La tecnología de biorreactor de membrana se puede utilizar ampliamente en el tratamiento de aguas residuales y la reutilización de agua recuperada.

5.2 La tecnología de tratamiento CCAS es aireación de ciclo continuo (Continuous Cycle aireation)

El sistema) es un sistema de aireación SBR de entrada continua de agua. CCAS es un reactor de proceso de tratamiento de aguas residuales SBR (secuenciación por lotes), proceso por lotes de secuenciación). El proceso de tratamiento de aguas residuales CCAS no tiene requisitos elevados para el pretratamiento de aguas residuales. Solo coloca rejillas mecánicas y cámaras de arena con una separación de 15 mm. El núcleo del tratamiento biológico es el tanque de reacción CCAS. Las funciones de eliminación de fósforo, eliminación de nitrógeno, degradación de materia orgánica y sólidos suspendidos están completas y el efluente puede cumplir con los estándares.

Las ventajas únicas de CCAS en el proceso de tratamiento de aguas residuales:

(1) Durante la aireación, las aguas residuales y los lodos en el tratamiento de aguas residuales de CCAS se encuentran en un estado de mezcla completamente ideal, lo que garantiza que la DBO y La tasa de eliminación de DQO llega al 95%.

(2) El modo de operación repetido de "aeróbico-anóxico" y "aeróbico-anaeróbico" fortalece la absorción de fósforo y la nitrificación-desnitrificación, haciendo que la tasa de eliminación de nitrógeno y fósforo alcance más del 80%. El índice de producción de agua está calificado.

(3) Durante la sedimentación, todo el tanque de reacción CCAS se encuentra en un estado de sedimentación completamente ideal y los sólidos suspendidos en el efluente son extremadamente bajos. Este valor bajo también garantiza el efecto de eliminación de fósforo.

La desventaja del proceso de tratamiento de aguas residuales CCAS es que cada piscina funciona de forma intermitente al mismo tiempo y el control manual es casi imposible. Depende completamente del control informático, lo que requiere una alta calidad de los administradores de la planta de tratamiento y un estricto control. Requisitos de diseño, capacitación, instalación y depuración.

5.3

La tecnología de microfiltración continua utiliza membranas de ultrafiltración para filtrar y separar líquidos selectivamente e interceptar mezclas de líquidos dentro del rango de presión operativa para lograr la separación, concentración y purificación. En la actualidad, la tecnología de filtración ultrafina continua ha recibido una amplia atención y uso por parte del mercado y los usuarios, y es una tecnología madura. Los módulos de membrana de fibra hueca de polipropileno de la empresa tienen una amplia experiencia en los campos de purificación de agua, agua de río, agua de pozo profundo y tratamiento de concentración de procesos industriales.

En el sistema de membrana, el agua cruda está fuera de la membrana y el agua purificada está dentro de la membrana. La relación de reflujo es alta y el flujo de agua en el tubo de la membrana es grande, lo que resulta beneficioso para reducir la contaminación de la membrana. Al mismo tiempo, el proceso de retrolavado mixto aire-agua se puede utilizar para fregar la superficie de la membrana con aire, protegiendo eficazmente los componentes. El efecto de limpieza de la membrana es bueno y puede eliminar eficazmente bacterias, microorganismos, sólidos suspendidos y otras impurezas en el agua. , y la turbidez del efluente es cercana a cero. ....

SDI≦2 se puede utilizar como pretratamiento para RO y NF, permitiendo que RO y NF entren al agua, extendiendo en gran medida la vida útil de los elementos de membrana de RO y NF y garantizando estabilidad a largo plazo. funcionamiento del sistema de membranas.

La limpieza en línea, combinada con las excelentes propiedades mecánicas de los materiales de las membranas, puede utilizar tecnología de retrolavado aire-agua y tecnología de flujo cruzado, que ocupa un área pequeña.

Los métodos tradicionales requieren un procesamiento complejo para cumplir con los requisitos de entrada de agua RO y NF. CMF puede obtener agua pretratada de alta calidad mediante filtración en un solo paso, que puede usarse directamente como agua de alimentación RO y NF, con una tasa de producción de agua de más del 95%.

Bajo coste de inversión. Reducir el costo de equipos de pretratamiento y productos químicos.

Ampliar el ciclo de limpieza de RO y NF. El ciclo de limpieza de RO y NF se extiende de 1 a 3 meses a más de medio año, y la vida útil se extiende de 2 a 3 años a más de 5 años.

Se puede lograr control automático y monitoreo remoto.

Equipo de histoquímica de membrana

El equipo de módulo de membrana proporcionado por Taiwan Fiber Membrane Company se puede colocar directamente en el tanque de tratamiento biológico, lo cual es muy conveniente para mejorar el tratamiento de aguas residuales nuevas y antiguas. plantas. Después de un cálculo y diseño precisos, el módulo de membrana puede reducir eficazmente la contaminación y la vida útil de la membrana, y se ha verificado en el funcionamiento del equipo a largo plazo.

Diseño modular, fácil de ampliar y que puede diseñarse como una unidad móvil de tratamiento de aguas residuales.

La capacidad de procesamiento se puede ampliar en etapas según las necesidades del propietario y las capacidades de producción.

Ampliar la capacidad de procesamiento por etapas para reducir la inversión de costes inicial.

Supera el problema de que los sistemas biológicos no son fáciles de operar debido a la baja carga.

El diseño del módulo de membrana se puede añadir al tanque de tratamiento en cualquier momento según el diseño o necesidades del agua.

Instalación sencilla, corto plazo de construcción

Control integrado y funcionamiento automático

Equipo de limpieza en línea, funcionamiento sencillo

Según el volumen del tanque y Necesidad de elegir equipos de membrana de PP y PVDF.

El agua regenerada es el agua regenerada tras el tratamiento terciario de las aguas residuales urbanas. A menudo se utiliza para funciones no potables, como riego, lavado, saneamiento y jardinería. Taiwan Fiber Membrane es un proveedor de sistemas de membranas de fibra hueca MBR y brinda experiencia en la aplicación de tecnología de membranas. Después de años de experiencia en la aplicación de biorreactores de membrana MBR, la empresa ha desarrollado la serie "TF-MBR-RT" de equipos integrados y autocontrolados de tratamiento y reutilización de agua recuperada. Adecuado para equipos de tratamiento y reutilización de aguas grises de tamaño pequeño y mediano. Se puede utilizar para el tratamiento diario de aguas residuales y el reciclaje de usuarios dispersos, como comunidades de viviendas, hoteles, centros turísticos, escuelas, edificios de oficinas, barcos, etc.

En la conferencia anual de protección ambiental celebrada en Italia en 2004, el biorreactor de membrana MBR fue reconocido por todas las partes como la última tecnología factible de reutilización de aguas residuales urbanas.

El agua potable en zonas remotas suele proceder de aguas subterráneas o superficiales (como agua de río, agua de lluvia, lagos, etc.). Debido a las diferentes impurezas del agua bruta, el proceso de planificación también tiene dos estructuras principales.