废水处理提标改造集约化����� �������Ƴ����������� �������Ƴ�������技术PTFE_ACMBR工艺
1、AC-MBR工艺
(1)什么是AC-MBR
AC-MBR(Active Carrier
����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������Membrane Bioreactor)����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������活性载体膜生物反应器,它是一种投料活性����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������污泥法与膜生物反应器相结合的工艺,即复合MB����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������R技术,一方面通过向生化池中投加活����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������性载体(AC)对系统产生显著影响,改变系统内生物����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������多样性以及微生物的存在方式,����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������改变基质的分配与传质状况,����� �������Ƴ����������� �������Ƴ�������增加系统的生物固体总量,构建悬浮生长与附着生长的����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������“双泥”共生微生物系统;另一方面,利用膜实现泥水����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������分离,代替传统二沉池,从而实现高����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������效的固体固体截留,提升整����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������个系统的净化能力。

(2����� ��������� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������Ƴ������)AC-MBR工作机理

具体工作机理共分4个主要过����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������程,即:混合——黏附——凝聚(反应)——膜分����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������离。活性载体投加到生化池����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������中,利用曝气搅拌充分均匀分布于池中,利用����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������其自身的黏附能力和表面电位性将微生物与难降解����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������有机物、毒性物质负载其自身,形成����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������共聚物,在微观状态下,形成一个个独����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������立的球状微生态菌落,异养型微生物利用负����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������载在活性载体(AC)上的有机质作为����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������反应底物,形成共聚反应,与悬浮态的活性污泥形成两����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������个不同的反应体系。最后在膜作用下进行固����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������体截留,从而获得高品质出水
(3)ACMBR工艺核心——PTFE中����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������空纤维膜
ACMBR工艺并非是简单的向MBR生化����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������池中投加活性载体(AC)就实现了功能的����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������突破,它是一个全新的系统工艺,����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������生化系统内微生物的分布与传质方式都发����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������生了改变,此外它对膜的表面机械能����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������要求很高,传统的PVDF材质的中空����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������纤维膜由于其表面机械性能较差,长期运行下,活性����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������载体(AC)会对表面造成机械擦伤,降低其原����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������有的机械强度,使膜的使用寿命缩短����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������,这是因为投加的活性载体(A����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������C)表面呈微孔结构,具有不规则接����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������触角,形����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������状极不平整,且具有一定硬度,长����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������时间擦洗,会对膜表面产生磨损伤害。从另一角����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������度,改变膜材料性能,使之能有效与AC����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������协同作用,因此提出采用PTFE材质的中空纤����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������维膜来替换传统的PVDF材质。
聚四氟乙烯中空纤维膜(PTFE)

聚四氟乙烯(Polytetrafluoroeth����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������ylene),简称PTFE,就是我们常����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������见到的塑料王,它具有机械强����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������度高,耐腐蚀,耐高温,耐酸����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������碱,长使用寿命等特点,基����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������于PTFE材质的中空纤维膜特点可以弥补PVDF材����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������质在本技术中的缺陷,下表为����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������PVDF与我司PEFE中空纤维膜的部分参数对����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������比。
项目
|
PVDF
|
PTFE
|
机械性能
|
6~10N
|
>40N
|
出水通量
|
8~12LMH
|
15~40LMH
|
耐pH
|
2~12
|
0~14
|
耐受温度
|
5~45℃(-40~150����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������℃)
|
220℃~260℃
|
使用寿命
|
2~3年
|
5~10年
|
化学清洗周期
|
3~6个月
|
8~12个月
|
保存方法
|
湿式保存
|
干式保存
|
抗污染性能
|
一般
|
强
|
污泥浓度
|
6~8g/L
|
8~30g/L
|
跨膜压差
|
20~30kPa
|
20~30kpa
|
从上表可以看出,PEFE中空纤维膜相对PVDF����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������中����� �������Ƴ������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�����������空纤维膜在各项参数上����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������都是优胜者,这些参数指标可以说是一个革新����� �������Ƴ����������� �������Ƴ�������,在工业废水处理中具有非常高的应用价值。
碧盾环保与中科院大连化学物理����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������研究所(以下简称“大连化物所“)建����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������立合作,成立中科碧盾新膜,成为一家����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������致力于PTFE中空纤维膜开����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������发与生产的新材料技术企业。
荣获各项国内外技术大奖

l 中国膜工业协会科学技术一等奖
l 大连市技术发明一等奖
l 大连市专利奖一等奖
l IChemE Malays����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������ia Awards for ����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������Oil and
Gas ����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������Award
IChemE Global Awards wit����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������h Highly
Commended Res����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������earch Project Award
(4)在工业废水处理提标改造过程����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������中的应用价值
基于PTFE的ACMBR工艺生化池污泥����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������浓度MLSS可以8000~3����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������0000mg/L,而常规的MBR工����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������艺只能做到6000~8000mg/����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������L(平板膜的污泥浓度MLSS典����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ����������� �������Ƴ������型可以做到8000~12000mg/L)����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������,而传统的活性污泥法的污泥浓度����� �������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�����������Ƴ������MLSS����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������通常只设计到3000~5000mg/L����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������,且常受水质冲击负荷影响,若过高的污泥浓度����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������,又会引起污泥膨胀等现象����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������。

工业废水在提标改造过程中常遇到如下如题����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������:
一是有限的占地对改造扩增的矛盾,常常����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������随着生产线水量的增多,需要对废水处理系����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������统提出更多处理能力的要求;再者,出水标准提高,����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������需要增加深度处理,过多工艺流����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������程的增加,对土地需求提出����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������更多要求。
二是,投资费用与运行成本的的问题,过多的增����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������加投资以及所选用的工艺对后期����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������运行成本与环保要求本身二者����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������的平衡。
三是管理复杂度与人员匹配需求,过长����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������的工艺流程不仅增加了管理的复杂度,还对����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������对人员提出了较高水平,无形中增加了企����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������业用人成本。
上图为传统工艺与ACMBR工艺的对比����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������,冗长的工艺改造路线不仅增大投资����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������,而且对土地需求较大,后期的运行成本与管����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������理复杂度都是一种挑战。
而采用ACMBR工艺就简单很多,在原����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������生化池的基础上进行深度改造,不仅实现����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������了生化池的进水处理能力,同时����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������获得了与传统工艺一样的出水品质,甚至出����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������水品质更高,在不增加土地的条����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������件下,能够实现提质增效,虽然投����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������资上比����� ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ��������Ƴ������MBR成本偏高,����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������但总体上与传统相比,仍然����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������具有成本优势,是一种极具价值的的解决方案。
4、应用与展望
AC-MBR在石化废水提标改造具����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������有极大经济价值和技术价值,在对����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������难降解有机物、毒性物质的去除����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������与传统工艺相比,具有以下优势:
n 具有MBR原有技术优势,同时具有更小的占地����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������面积;
n 更优质的出水,与一级A排放����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������标准相比,部分出水指标能够提升30%~50%,大����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������大改善出水效果;
n 提高对毒性物质、难降解有机物、色度、重金属����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������的去除;
n 改善活性污泥性能,不易发生膨胀,能对表面活性剂有����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������效抑制,减少曝气池液面泡沫及其危害;
n 能够实现原位扩容,缩短工艺流程,工����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������艺工艺复杂度,降低土建投资和运����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������行成本;
n 实现膜的高通量运行,匹配PEFE材质的中����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������空纤维膜,具有长生命周期,膜的使用����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������寿命是传统PVDF的3~5倍,大大降低膜的更����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������换成本与使用维护成本。

该技术在石化废水、制药废水、造����� �������Ƴ����������� �������Ƴ�������纸废水、印染废水、垃圾渗滤液、农����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������药废水、煤化工废水均具有高价值使用场景。