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申报技术/产品

膜曝气生物膜反应器技术(MABR) 


技术原理

膜曝气生物膜反应器技术(学术名称MABR,商业名称EHBR)是一种有机地融合了气体分离膜技术和生物膜水处理技术的新型污水处理技术。微生物膜附着生长在透氧中空纤维膜表面,污水在中空纤维膜周围流动时,水体中的污染物在浓差驱动和微生物吸附等作用下进入生物膜内,经过生物代谢和增殖被微生物利用,使水体中的污染物同化为微生物菌体固定在生物膜上或分解成无机代谢产物,从而实现对水体的净化,是一种人工强化的生态水处理技术,能使河湖水体形成一个具备自我修复功能的自净化水生态系统。MABR具有常规水处理技术无法比及的技术优势、工程优势、成本优势和运行管理优势。

MABR系统运行过程中,氧气透过膜璧直接被生物膜利用,不必经过液相边界层,大大减小了氧气的传质阻力,有利于供氧速度和氧气利用率的提高。在生物膜内氧气与底物以相反的方向传递,通过控制供氧量可使生物膜产生明显的分层,从而达到同时硝化反硝化和去除有机物的效果。许多习性迥异,生活环境差异大的微生物能够在MABR生物膜中共存,同时发挥去除有机物及除磷脱氮作用。


适用范围

1) 河湖等水体净化领域——MABR河湖水体净化技术
膜曝气生物膜反应器技术(MABR),适用于河湖等水体净化领域,主要应用于河道、湖泊、水库等黑臭及劣五类水体净化项目。要求水深大于0.8 m,选址应考虑当地地质、天气、水文特征等因素,并进行水质、水量、流速等方面监测。根据工况条件,可选择原位治理或旁路治理。水流缓慢或静止的河道适合于原位治理,当水流过快时,(流速较快河道(流速≥1.0m/s,)可采用旁路治理的模式。

2) 市政污水提标改造领域——MABR城市污水提标改造技术
膜曝气生物膜反应器技术(MABR),适用于各种规模的新建及已建城市污水处理厂提标项目。
传统的城市污水处理厂提标改造技术、能耗高、占地面积大,实现水质达标特别是总氮达标成本较高,尤其是碳氮比低的污水,由于碳源不足,导致硝化反应后的反硝化反应无法有效进行,需要大量投加碳源。MABR城市污水提标改造技术突破了常规水处理技术污染物脱除效率低、运行成本高的瓶颈,脱氮优势明显,可实现低成本提标。


工艺流程及说明

1)MABR河湖水体净化工艺系统,包括两种:帘状固定式、浮岛移动式,分别适用于不同工况条件的水体环境。

I. 帘状固定式膜净化系统:对于流动的河道,采用帘状固定式膜净化系统。固定在支架上的MABR膜组件之间通过气管串联,膜组件直接铺设固定在河底,原位净化水体,不增加任何土建,持续降解水体中的COD、氨氮等污染物。对于黑臭河道,一般每排膜组件间距为6-8m,每排的组件个数根据河道宽度确定,1-2个月内可消除黑臭;对于劣五类水体,一般每排膜组件间距为8-10m,每排的组件个数根据河道宽度确定,6-8个月达到地表Ⅴ类水质标准,增加膜密度可进一步提升水质至地表IV类水质。根据河道情况不同,摆放密度和达标时间不同。

II. 浮岛移动式膜净化系统:对于非流动的大面积水域(如湖泊、水库等),采用浮岛移动式膜净化系统,单台服务面积约500平米。由太阳能板供电,依靠浮筒浮力漂浮于水面,按照系统服务面积安装在湖泊中,提高水体透明度、增加水体溶解氧、提升水质。

2) MABR城市污水处理厂提标改造工艺路线,包括以下三种:

I. 原位提标:将MABR膜装置直接植入原有污水处理厂生化池内,强化生化处理效果(原位提标),达到提标目的。
II. 异位提标:将MABR设置在原有污水处理厂的二沉池出水下游(包括坑塘、河道),以实现提标效果。
III. 新建城市污水处理厂生化处理单元直接采用MABR设备和工艺(原位提标)。
可将MABR膜设备分别植入污水处理厂厌氧池、缺氧池和好氧池或其出水下游深度处理池,通过控制风机压力实现对生物膜供氧量的调控,使MABR生物膜处于好氧/缺氧/厌氧、或好氧/缺氧、或好氧状态,以实现不同水质条件和工艺条件下的达标处理。并可通过优化设计、优化运行条件达到最优效率。

当控制MABR外层生物膜为缺氧状态时,生物膜内的反硝化菌利用水体中的碳源将污水中的硝态氮还原为氮气而释放,降低总氮浓度;而生物膜内层的好氧微生物,具有同时消解有机物和氨氮的作用。利用MABR能够达到同时去除COD、氨氮和总氮的目的。


推广前景

膜曝气生物膜反应器技术(MABR/EHBR)已经成功应用于全国多地城市水环境治理,污水处理厂尾水提标等水环境治理项目中。迄今,以MABR/EHBR技术为核心工艺的工程案例已愈百项。

1) 环境效益方面:

该技术适用范围广泛,市场广阔且需求度高,适用于黑臭水体治理、消除劣V类、水域生态修复与景观提升、优良水质生态系统构建等多种类、多工况水体的治理,以及市政污水提标改造领域。经过该技术治理的河道,其效果均达到或超过了预设标准,充分验证了MABR系统卓越的水体 净化功能、高效低能耗运行、生态可持续、运维简便等诸多优势。该技术的应用能够有效促进地区内水质和生态环境改善,减少水污染,人民群众的生产生活环境得以改善,提高水资源的综合利用价值。

2) 社会济效效益方面:

“低碳、绿色发展”已成为全球共识,中国已驶入“双碳”转型快车道,“绿意”渐浓,中国正在积极探索绿色发展之路。膜曝气生物膜反应器技术(MABR/EHBR)的广泛推广应用,将有助于促进生态文明建设、碳达峰、碳中和目标的实现,更好地推进经济和社会转型发展,促进国家及地区经济高质量可持续发展。