膜生物反应器(MIBR)在我国污水处理领城的应用研究始于20世纪90年代初。20多年来,MISR技术在我国的应用主要经历5大阶段:1990~2000:小试、中试及示范工程;2000~2003:小规模实际应用(单个工程规模达 百吨/日级);2003~2006:中等规模实际应用(单个工程规模达千吨/日级);2006~-2010:2006年我国第一座万吨/日级的MIBR 工程在北京密云县污水处理厂投入运行,开始了 万吨/日级规模工程的推广应用;2010 至今:应用规模不断扩大,目前累计应用规模超过9百万吨/日。
清华大学是我国最早开展 MBR 研究的单位之一.20 多年来,主要在 MBR 构型、膜污染机理及共综合控制技术体休系、针对不同污水特征的 MBR 组合工艺、工程应用优化运行与节能降耗等方面开展了 系统研究.以下对部分成果进行简要介绍。
斯型 MBR 构建:运用气升型流化床反应器原理,发明了流化床型 MBR. 基于建立的水动力学模型,优化反应器结构参数、曝气量以及膜通量,与传统 MBR 相比,膜面表观流速得到明显捉高,运行能耗明显降低。
膜污染机理解析:揭示膜污染的三阶段特征:壁孔境賽一凝胶层二污泥层污染•从分子水平阐明多糖等大分子代谢产物的空间排阻效应对膜孔堵塞贡献品著,疏水酸性有机物与无机物的路合效应及其镶嵌作用机制是凝胶层膜污染的主要成因,絮状聚集体在膜表面的沉积导致污泥层形成,对膜过滤阻力贡献显著,应首先着力控制.
膜污染综合控制技术体系:运用质量和能量守恒原理,建立了膜面污泥沉积速率与曝气量、膜通量等之问的水动力学关系模型,提出"次临界通量可持续运行模式",使污泥层膜污染得到有效控制.利用原子力显微镜等技术,并基于对凝胶层膜污染有机一无机镶嵌结构的认识,开发出以氧化一络合复合药剂为核心的在线化学清洗技术,突破了传统清洗药剂难以有效清除凝胶层膜污染的技术难点•发明了一种混合液膜污染快速预警方法,成功用于实际工程混合液膜污染潜势的监測,并捉出了运用混凝、化学氧化等原理调控混合液膜污染潜势的新方法,使膜清洗周期延长2~4 倍,通过调控膜亲/疏水性、孔径及形貌可降低膜孔堵塞。
优化运行与节能降耗技术:针对现有 MBR 工程能耗偏高的问题,运用非稳态原理提出高低交替曝气的膜池低能耗曝气新模式;确定了适宜 MBR 特点的生物代谢动力学参数,建立了生化过程概化模型,并开发出基于氣氣-DO 二阶反續的生化池曝气控制新方法;在此基础上集成膜池一生化池联动曝气系統,形成由水貭监測一过程模拟一自动控制构成的一鍪套节能降耗技术,并成功应用于大型 MBR 工程,使运行能耗降低 20%以上,MBR 组合工艺与应用:针对医院污水、城市污水、难降解工业度水等,发展了多种以 MERR为镇心的組合斯工艺。如发明了基于内源反硝化的MIBR 强化肥氣除磷工艺、厌氧水解一MIBR,MER-RO 等工艺,并优化了单无組合兼件。以滿足 不网出水水廣的需求,研发的組舍玉
芒企类静工程中得到了推广应用