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中國給水排水2025年污水處理廠提標改造(污水處理提質增效)高級研討會(第九屆)邀請函暨征稿啟事
 
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MBR 技術在啤酒廢水處理中的應用及案例 MBR 技術的特點及優(yōu)勢

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2014-10-07  瀏覽次數:202
核心提示:MBR 技術在啤酒廢水處理中的應用及案例 MBR 技術的特點及優(yōu)勢
中國給水排水2025年污水處理廠提標改造(污水處理提質增效)高級研討會(第九屆)邀請函暨征稿啟事

中國給水排水2025年污水處理廠提標改造(污水處理提質增效)高級研討會(第九屆)邀請函暨征稿啟事
 

MBR 技術在啤酒廢水處理中的應用及案例

2014-09-30 自在周 污水處理工藝及典型案例
 

啤酒廢水主要是啤酒生產過程中的糖化、發(fā)酵、釀造等工序產生的廢水,具有有機物含量高,可生化性好的特點, 因此, 長期以來生化法是處理啤酒廢水的首選方法。目前國內外廣泛采用的生化處理工藝, 主要包括好氧生物處理(活性污泥法、生物膜法), 厭氧生物處理, 以及好氧與厭氧聯(lián)合的生物處理方法。這些方法各自都有成功的經驗, 但也存在一些不足之處,如處理工藝流程復雜,HRT長,占地面積大, 基建投資高, 厭氧過程的維護和管理難度大, 易發(fā)生污泥膨脹等。

膜生物反應器(MBR)是生物反應器處理技術和膜處理技術的組合, 它能夠在緊湊的空間內同時實現微生物對污染物質的降解和膜對污染物質的分離, 有效地解決傳統(tǒng)啤酒廢水處理工藝的問題。近年來, 研究人員加大了對MBR 技術應用于啤酒廢水的理論研究, 取得了較多的研究成果, 本文對已有的試驗研究和工程應用成果進行了介紹,并在分析和比較的基礎上做了較為深入的探討。

1 MBR 技術的特點及優(yōu)勢

MBR 技術與傳統(tǒng)的啤酒廢水處理工藝相比,具有以下幾個優(yōu)勢:

(1)出水水質優(yōu)良且穩(wěn)定。啤酒廢水的N、P含量低, 傳統(tǒng)活性污泥法容易因C、N 比例失調而產生污泥膨脹, 膜過濾技術能夠高效地實現固液分離, 因而出水不受生物反應器中污泥膨脹等因素影響, 出水SS 和濁度接近于零, 同時能夠有效地去除啤酒廢水中的病原微生物。

(2)裝置更加緊湊,占地面積小。MBR 的膜組件代替了傳統(tǒng)的二沉池, 簡化了工藝流程, 減少了裝置的占地面積,同時MBR 中活性污泥濃度較高, 提高了容積負荷, 因而可以相應減少污泥濃縮儲存槽及曝氣池的體積, 使裝置更加緊湊。

(3)系統(tǒng)的硝化效率提高。由于SRT 的延長以及膜的截留作用, 使得增殖緩慢的硝化細菌能夠較好地生長繁殖, 因而大大提高了系統(tǒng)的硝化效率。

(4)抗沖擊負荷能力強, 便于維護管理。啤酒生產廢水間歇排放, 水質、水量變化較大, 經常導致傳統(tǒng)活性污泥法出水水質惡化、穩(wěn)定性差, 而MBR 工藝則因其較高的污泥濃度和膜過濾技術,在進水水質波動的情況下也能實現穩(wěn)定出水。

(5)剩余污泥量少, 節(jié)省了處理剩余污泥的部分基建費用和運行費用。此外, MBR 工藝能夠實現HRT 和SRT 的完全分離, 使運行控制更加靈活、穩(wěn)定。MBR 出水水質可以滿足目前最嚴格的啤酒廢水排放或回用標準, 因此, MBR 在啤酒廢水處理及回用方面有著非常廣闊的應用前景。

2 MBR 處理啤酒廢水的試驗研究啤酒廢水的可生化性良好, CODCr

的質量濃度為1 000 ~ 2 500 mg/L, BOD5的質量濃度為800 ~ 1 500mg/L, SS 的質量濃度為200 ~ 600 mg / L, pH 值為5 ~ 9, 屬中等濃度有機廢水。國外對MBR 工藝處理啤酒廢水的研究較早, 近10 年來, 我國對MBR 工藝處理啤酒廢水的研究發(fā)展迅速, 主要集中在好氧MBR、厭氧MBR 以及厭氧-好氧MBR 工藝上。MBR 處理啤酒廢水的試驗研究如表1 所示。

2.1 好氧MBR 的應用

王連軍等首次采用好氧外置式無機陶瓷膜生物反應器處理啤酒廢水, MBR 對廢水的CODCr、NH3-N、SS 等均有良好的去除效果。在MBR 與普通活性污泥法的對比研究中發(fā)現, MBR 對CODCr和NH3-N 的去除率分別為96.13% 和99.33%,遠遠高于相同條件下的普通活性污泥法。同時研究發(fā)現, 由于受循環(huán)泵的水力剪切作用影響, MBR 中無原、后生動物存在, 但這并不影響MBR 對污染物的高效去除, 此現象在MBR 相關研究中鮮有報道。

Cornelissen 等采用淹沒式MBR 處理啤酒廢水, 膜組件為好氧平板膜, 結果表明反應器對CODCr和BOD5有明顯的去除效果, 反應器中懸浮污泥完全被平板膜所截留, 系統(tǒng)出水穩(wěn)定, 抗沖擊負荷能力強, 但反應器的脫氮除磷效果未見報道。張立秋等采用淹沒式MBR 處理合成啤酒廢水,試驗結果表明淹沒式MBR 對CODCr和NH3-N 有著較好的去除效果,并且淹沒式MBR 具有較強的抗有機負荷沖擊的能力;當反應器中的污泥處于增長期時,在生物同化與同步硝化-反硝化的共同作用下, TN具有40% 左右的去除率, 當污泥濃度處于穩(wěn)定期時,TN 去除率下降為30% 左右,主要是同步硝化-反硝化作用的結果;當污泥處于增長期時,生物同化作用對TP 具有一定的去除效果,而當污泥濃度穩(wěn)定后,對TP 基本沒有去除效果,甚至有時出現負去除率現象。鐘璟等采用國產的聚偏氟乙烯中空纖維膜,膜孔徑為0.2 μm, 構成浸沒式MBR 處理啤酒廢水, 確定了最佳HRT 為10 h, 研究發(fā)現CODCr和NH3-N 的去除主要依靠生物單元完成, 同時膜對CODCr具有高效截留作用, 但膜對NH3-N 幾乎無截留作用, 作者分析認為這主要是因為NH3-N 在pH 值為近中性的水中呈離子態(tài)造成的。

2.2 厭氧MBR 的應用

廢水厭氧生物技術以其投資省、能耗低、可回收利用沼氣能源、負荷高、產泥量少、耐沖擊負荷等優(yōu)點而受到廣泛關注。Ross最早采用厭氧MBR工藝處理啤酒廢水, 在進水CODCr質量濃度為6 700mg/L 的情況下, CODCr的去除率為96%~ 99%。白玲等,采用新型浸沒式雙軸旋轉厭氧膜生物反應器(SDRAnMBR)處理模擬啤酒廢水, 試驗采用聚醚砜平板膜, 截留相對分子質量為50 kDa, 有效膜面積為0.32 m2, 研究結果表明, SDRAnMBR 對啤酒廢水有較好的處理效果, 系統(tǒng)具有啟動迅速、負荷提升快、有機物去除率高、耐沖擊負荷能力強、運行穩(wěn)定等特點。在整個試驗運行期間, 系統(tǒng)沒有做任何清洗, 也未排泥, 這是因為膜截留和三相旋轉流的共同作用加強了在高污泥濃度(MLSS)和高負荷條件下運行時的混合和傳質, 從而強化了SDRAnMBR在高MLSS 和高容積負荷下運行的穩(wěn)定性, 保證了出水水質, 系統(tǒng)表現出了良好的抗膜污染性能。

2.3 厭氧-好氧MBR 的應用

鑒于厭氧、好氧工藝各自的優(yōu)缺點, 研究人員開始在啤酒廢水處理中使用厭氧-好氧反應器加膜分離裝置, 這樣可以極大地發(fā)揮厭氧區(qū)對色度的去除效果、好氧區(qū)對CODCr的去除效果以及膜分離系統(tǒng)的高效分離作用, 從而獲得良好的出水水質。

任艷雙等選用聚偏氟乙烯中空纖維簾式膜作為膜組件, 采用內循環(huán)膜生物反應器(ICMBR)處理啤酒廢水。反應器是在IC 反應器的第2 好氧反應室設置中空纖維膜組件和穿孔曝氣管構成ICMBR集成工藝, 其運行特征相當于上流式厭氧污泥床(UASB)和MBR 串聯(lián)運行, 并利用氣體提升達到內循環(huán)狀態(tài), 成功實現有機物去除和同步生物脫氮, 系統(tǒng)CODCr的去除率基本可達到90% 以上, 而NH3-N 和TN 的去除率在95% 和90% 以上。齊美富等采用厭氧污泥復合床(UASCB)-聚乙烯醇MBR復合工藝處理啤酒廢水。膜材質為聚乙烯醇, 最大孔徑為10 μm, 膜面積為0.35 m2。將UASCB 作為預處理單元, 大幅度減少了進入好氧階段的有機物量, 出水進入聚乙烯醇MBR 進一步處理, 系統(tǒng)最終出水水質良好, 各項指標均達到了GB 8978—1996《污水綜合排放標準》中一級標準的要求。此外, 作者對傳統(tǒng)MBR 的底部曝氣進行改進, 將曝氣頭置于反應器的中部形成垂直方向的DO 濃度梯度, 在缺氧和好氧并存的微環(huán)境中實現了70% ~ 80% 的TN 去除率, 但該系統(tǒng)對TP 的去除未做研究。陳宇等采用射流曝氣MBR 處理啤酒廢水, 系統(tǒng)中設置有缺氧區(qū)和好氧區(qū), 試驗所用膜組件為管式陶瓷膜, 膜孔徑為0.1 μm, 膜面積為0.1 m2。試驗表明,膜的高效截留作用有利于CODCr的去除, 同時使系統(tǒng)具有很好的硝化效果, 系統(tǒng)對CODCr、NH3-N、濁度去除效果均較好, 射流曝氣MBR 具有充氧性能好、傳質效率高、污泥細碎、比表面積大等特點, 為微生物降解CODCr和脫氮提供了良好的條件。但由于系統(tǒng)運行期間不排泥, 不利于對磷酸鹽的去除, 因此該工藝對磷酸鹽的去除效果不佳。

3 MBR 處理啤酒廢水的工程應用

由于MBR 技術彌補了許多傳統(tǒng)處理工藝的不足,人們開始將MBR 技術與傳統(tǒng)工藝相結合處理實際啤酒廢水。通過設計組合工藝流程, 調整MBR 工藝運行參數, 組合工藝取得了良好的處理效果, 積累了寶貴的實踐經驗。劉旭東等[應用MBR 中試裝置處理啤酒生產廢水, 工藝流程如圖1 所示。

試驗采用中空纖維膜, 膜面積為40 m2, 膜孔徑為0.04 μm。試驗運行60 d, HRT 保持在3 h,SRT 為90 d, 曝氣反應池DO 的質量濃度保持在5mg / L 以上, 氣水體積比為20:1, 活性污泥的質量濃度大于18 g / L。結果表明, 應用MBR 工藝處理啤酒廢水, 技術上具有可行性, 裝置具有耐有機負荷沖擊的特性, 出水水質好且穩(wěn)定, 各項水質指標均達到CJ 25.1—89《生活雜用水水質標準》的要求。

彭小明等采用UASB-MBR 工藝處理南昌市某啤酒廢水, 工藝流程如圖2 所示。

膜組件為聚偏氟乙烯中空纖維膜, 膜通量為0.1m3 / (m2·d), MLSS 的質量濃度為8 ~ 12 g / L, HRT 為21.6 h, DO 的質量濃度為2 mg/ L。把UASB 作為預處理單元, 在降低啤酒廢水污染物濃度的同時, 可回收利用所產生的沼氣, 同時降低好氧段的曝氣能耗和剩余污泥產量。試驗結果表明, UASB-MBR工藝對啤酒廢水具有良好的處理效果, 系統(tǒng)耐沖擊負荷能力強。采用MBR 技術, 使得工藝流程簡化, 大大減少了操作維護的難度, 處理后的出水各項指標均達到GB 8978—1996 一級標準的要求。

Dai Haiping 等采用MBR 工藝處理天津市某啤酒廢水, 系統(tǒng)設計處理能力為4 000 t / d, 工藝流程如圖3 所示。

膜組件為外壓中空纖維浸沒式膜組件, 材質為聚偏氟乙烯, 膜工作壓力為10 ~ 50 kPa, 好氧池DO的質量濃度控制在2 ~ 3 mg / L, 膜池污泥的質量濃度控制在6 ~ 8 g / L, 氣水體積比控制在12 ∶ 1 ~ 15 ∶1。運行結果表明, 在進水CODCr的質量濃度為642 ~ 1 626 mg / L、NH3-N 的質量濃度為15 ~ 35mg / L、TP 的質量濃度為0.6 ~ 14.0 mg / L、TN 的質量濃度為19.5 ~ 41.1 mg / L 的情況下, MBR 產水CODCr、NH3-N、TP、TN 的質量濃度分別小于50、5、0.3、5 mg / L, 出水水質優(yōu)于GB / T 18921—2002《城市污水再生利用景觀環(huán)境用水水質》的要求。

MBR 技術在啤酒廢水處理中已有一些工程應用,今后會受到更大的關注。隨著工程應用中廢水處理規(guī)模的進一步擴大,MBR 技術處理啤酒廢水的工程設計和運行經驗需要及時總結與完善。目前,制約MBR 技術應用于工程實踐的因素主要有投資及運行費用較高, 能耗較高以及膜污染問題等。然而,隨著性能優(yōu)良、價格低廉的新型膜材料和工藝的不斷出現以及MBR 技術在啤酒廢水處理領域研究的逐步深入,膜污染問題得到有效解決, MBR 技術也必將在啤酒廢水的實際處理中得到廣泛的應用。

 
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JWPE網絡報告:綜述論文寫作的一點體會 直播時間:2023年11月30日(星期四)19:00 2023-11-30 19:00:00 開始 WaterInsight第9期丨強志民研究員:紫外線水消毒技術 再生水
水域生態(tài)學高端論壇(2023)熱帶亞熱帶水生態(tài)工程教育部工程研究中心技術委員會會議 直播時間:2023年11月29日(周三) 09:00—17:40 2023-11-29 09:00:00 開始 中國給水排水直播:智慧水務與科技創(chuàng)新高峰論壇 直播時間:2023年11月25日(周六) 13:30 2023-11-25 13:30:00 開始
中國水協(xié)團體標準《城鎮(zhèn)污水資源與能源回收利用技術規(guī)程》宣貫會通知 中國城鎮(zhèn)供水排水協(xié)會 2023年11月14日9:00線上舉行直播/JWPE網絡報告:提高飲用水安全性:應對新的影響并識別重要的毒性因素
直播主題:“對癥下藥”解決工業(yè)園區(qū)污水處理難題   報告人:陳智  蘇伊士亞洲 技術推廣經理 直播時間:2023年11月2日(周四)14:00—16:00 2023-11-02 14:00:00 開始 10月29日·上海|市政環(huán)境治理與水環(huán)境可持續(xù)發(fā)展論壇
BEST第十五期|徐祖信 院士 :長江水環(huán)境治理關鍵      直播時間:2023年10月26日(周四)20:00—22:00 2023-10-26 20:00:00 開始 《水工藝工程雜志》系列網絡報告|學術論文寫作之我見 直播時間:2023年10月19日(周四)19:00 2023-10-19 19:00:00 開始
污水處理廠污泥減量技術研討會 直播時間:2023年10月20日13:30-17:30 2023-10-20 13:30:00 開始 技術沙龍 | 先進水技術博覽(Part 12) 直播時間:10月14日(周六)上午10:00-12:00 2023-10-14 10:00:00 開始
直播題目:蘇伊士污泥焚燒及零碳足跡概念污泥廠 主講人:程忠紅 蘇伊士亞洲 技術推廣經理  內容包括: 1.	SUEZ污泥業(yè)務產品介紹 2.	全球不同焚燒項目介紹 3.	上海浦東污泥焚燒項目及運營情況 中國給水排水第十四屆中國污泥千人大會參觀項目之一:上海浦東新區(qū)污水廠污泥處理處置工程
《水工藝工程雜志》系列網絡報告 直播時間:2023年9月26日 16:00  王曉昌  愛思唯爾期刊《水工藝工程雜志》(Journal of Water Process Engineering)共同主 中國給水排水2024年污水處理廠提標改造(污水處理提質增效)高級研討會(第八屆)邀請函暨征稿啟事  同期召開中國給水排水2024年排水管網大會  (水環(huán)境綜合治理)  同期召開中國給水排水 2024年
海綿城市標準化產業(yè)化建設的關鍵內容 結合項目案例,詳細介紹海綿城市建設的目標、技術體系及標準體系,探討關鍵技術標準化產業(yè)化建設的路徑,提出我國海綿城市建設的發(fā)展方向。 報告題目:《城鎮(zhèn)智慧水務技術指南》   中國給水排水直播平臺: 主講人簡介:  簡德武,教授級高級工程師,現任中國市政工程中南設計研究總院黨委委員、副院長,總院技術委員會副主任委員、信息技術委員會副主
第一輪通知 | 國際水協(xié)第18屆可持續(xù)污泥技術與管理會議 主辦單位:國際水協(xié),中國科學院  聯(lián)合主辦單位:《中國給水排水》雜志社 等 技術沙龍 | 先進水技術博覽(Part 11) 直播時間:8月19日(周六)上午10:00-12:00 2023-08-19 10:00:00  廣東匯祥環(huán)境科技有限公司  湛蛟  技術總監(jiān)  天津萬
中國水業(yè)院士論壇-中國給水排水直播平臺(微信公眾號cnww1985):自然—社會水循環(huán)與水安全學術研討會 WaterInsight第7期丨掀浪:高鐵酸鉀氧化技術的機理新認知及應用 直播時間:2023年8月5日(周六)上午10:00-11:00 2023-08-05 10:00:00 開始
直播:“一泓清水入黃河”之山西省再生水產業(yè)化發(fā)展專題講座 直播時間:2023年7月23日(周日 )08:00-12:00 2023-07-23 08:00:00 開始 珊氮自養(yǎng)反硝化深度脫氮技術推介會 直播時間:2023年7月21日(周五)
歐仁環(huán)境顛覆性技術:污水廠擴容“加速跑”(原有設施不動,污水處理規(guī)模擴容1倍!出水水質達地表水準IV類標準�。�,推動污水治理提質增效。  誠征全國各地污水廠提標擴容工程需求方(水務集團、BOT公司、設 直播預告|JWPE網絡報告:自然系統(tǒng)中難降解污染物去除的物化與生化作用及水回用安全保障 中國給水排水
直播題目: 高排放標準下污水中難降解COD的去除技術     報告人:蘇伊士亞洲 技術推廣經理 程忠紅 WaterTalk|王凱軍:未來新水務 一起向未來  For and Beyond Water 中國環(huán)境科學學會水處理與回用專業(yè)委員會以網絡會議形式舉辦“水與發(fā)展縱論”(WaterTalk)系列學術報
5月18日下午 14:00—16:00 直播  題目: 高密度沉淀池技術的迭代更新 主講人: 程忠紅 蘇伊士亞洲 技術推廣經理  大綱:  高密池技術原理 不同型號高密池的差異和應用區(qū)別 高密池與其他 BEST|綠色低碳科技前沿與創(chuàng)新發(fā)展--中國工程院院士高翔教授  直播時間:2023年4月30日 14:00—16:00 2023-04-30 14:00:00 開始
日照:“碳”尋鄉(xiāng)村振興“綠色密碼”  鳳凰網山東    鄉(xiāng)村生態(tài)宜居,鄉(xiāng)村振興的底色才會更亮。我市堅持鄉(xiāng)村建設與后續(xù)管護并重,市、區(qū)、鎮(zhèn)聯(lián) BEST論壇講座報告第十三期(cnwww1985):全球碳預算和未來全球碳循環(huán)的不穩(wěn)定性風險 The global carbon budget and risks of futur
國際水協(xié)IWA 3月17日直播:3月17日 國際水協(xié)IWA創(chuàng)新項目獎PIA獲獎項目介紹分享會 直播時間:2023年3月17日 9:00—11:30 2023-03-17 09:00:00 開始 中國給水排水直播:云中漫步-融合大數據、人工智能及云計算的威立雅智慧水務系統(tǒng)Hubgrade 直播時間:2023年3月15日
中國給水排水直播平臺會議通知 | 2023污泥處理處置技術與應用高峰論壇(清華大學王凱軍教授團隊等) 中國污水千人大會參觀項目之一: 云南合續(xù)環(huán)境科技股份有限公司  �?谑形鞅捞端|凈化中心
中國給水排水 Water Insight直播:劉銳平  清華大學 環(huán)境學院 教授 博士生導師—高濃度硝酸鹽廢水反硝化脫氮過程強化原理與應用 會議時間:2023.1.7(周六)10:00—11:00 智慧水務的工程全生命周期實踐分享 直播時間:2023年1月6日 15:00-16:00 對話嘉賓:竇秋萍  華霖富水利環(huán)境技術咨詢(上海)有限公司  總經理 主持人:李德橋   歐特克軟件(中國)有限
蘇伊士 直播時間:12月30日14:00-16:00直播題目:污泥處理處置的“因地制宜和因泥制宜” 主講人:程忠紅,蘇伊士亞洲  技術推廣經理 特邀嘉賓:劉波 中國市政工程西南設計研究總院二院總工 教 蘇伊士 直播時間:12月27日14:00-16:00;復雜原水水質下的飲用水解決方案    陳智,蘇伊士亞洲,技術推廣經理,畢業(yè)于香港科技大學土木與環(huán)境工程系,熟悉市政及工業(yè)的給水及污水處理,對蘇伊士
曲久輝  中國工程院院士,美國國家工程院外籍院士,發(fā)展中國家科學院院士;清華大學環(huán)境學院特聘教授、博士生導師;中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心研究員 基于模擬仿真的污水處理廠數字化與智慧化:現狀與未來 直播時間:2022年12月28日(周三)9:30—12:00
2022城鎮(zhèn)溢流污染控制高峰論壇|聚焦雨季溢流污染控制的技術應用與推廣 中國給水排水 王愛杰 哈爾濱工業(yè)大學教授,國家杰青,長江學者,國家 領軍人才:廣州大學學術講座|低碳水質凈化技術及實踐 直播時間:2022年12月18日 9:30
國際水協(xié)會哥本哈根世界水大會成果分享系列網絡會議 直播時間:2022年12月15日 20:00—22:00 德國專場直播主題:2022 中國沼氣學術年會暨中德沼氣合作論壇 2022 中國沼氣學術年會暨中德沼氣合作論壇德國專場 時間:2022年12月20日  下午 15:00—17:00(北京時間)
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