旋流分離器 – 改善MBR運行通量的替代方法

目前MBR工藝的使用越來越多，膜通量的問題是MBR工藝使用上的唯一弊端，為改善這個弊端，旋流分離器是一個好的研究方向。

DEMON厭氧氨氧化工藝發明者、來自奧地利的Bernhard Wett博士如何利用原來用于DEMON工藝的水力旋流器（hydrocyclone）的應用進行拓展，發明了可以生物除磷、改善污泥沉降性能的inDENSE顆粒污泥工藝。后者對二沉池排出的污泥進行篩選，將沉降性能好的污泥顆�；亓鞯缴�物反應器中。在不改變原工藝的條件下（如傳統的連續式活性污泥工藝），它能顯著提高污泥容積指數（SVI）的表現，無需新增二沉池就能解決混合懸浮固體沉降性差的問題。

最近Wett博士又與日本明電舍新加坡分公司（Meiden Singapore）以及新加坡公用事業局（PUB）合作，將水力旋流器的應用潛能進一步拓展到MBR工藝上，用以提高MBR的膜通量。

項目背景

膜生物反應器（MBR）在占地和出水穩定性上都有優勢，所以在近幾年得到了顯著發展。但如果要想進一步提高MBR系統的污泥質量，需要控制好跨膜壓差（TMP）的增幅，來讓膜系統保持高通量運行。氣反洗是常用的減少膜污染的手段，另外也可加入絮凝劑以改善污泥形成，從而減少膜結垢。除此以外臭氧也是改善MBR性能的手段之一。另一方面，可以通過優化MBR的操作條件和參數來改善通量，例如混合液懸浮固體（MLSS），水力停留時間（HRT），污泥停留時間（SRT），食物與微生物比（F/M），回流污泥（RAS）等。膜結垢的部分成因是由可滲入膜孔的膠體粒子引起的，因此去除混合液中的這些粒子被認為可以改善MBR系統的通量。

據資料顯示，此前明電舍、PUB就與Wett博士合作過，研究側流厭氧氨氧化工藝在新加坡的適用性，在此前的合作中，明電舍和PUB已經見識到水力旋流器篩選不同尺寸顆粒的高效性，所以萌生了將它應用到MBR系統的想法：他們決定對新加坡的一個處理生活污水的MBR系統進行了調查，通過旋流分離器從回流污泥中截留高密度顆�；豈BR系統中。較輕的顆粒作為剩余污泥從水力旋流器的溢流排出。研究目的是評估水力旋流器對MBR性能的影響。

下圖為工藝流程和參數控制

結論

實驗結果顯示安裝旋流分離器能改善處理生活污水的MBR系統的表現，因為它去除混合液中的輕質顆粒組分。將其作為剩余污泥排除系統。在長達8個月的時間里，膜通量維持在25L/㎡/h(LMH)的水平，TMP值穩定在16-18kPa間，污泥也得以穩定，并且在長達一年的時間里無需反洗。而在引入水流旋流器之前，反洗頻率約為3-4個月。這意味著水流旋流器能降低反洗頻率和化學品的使用。最后值得一提的是盡管污泥的沉降性能得到改善，但是在實驗的最后階段，污泥負荷的波動對系統造成了極大影響，否則水力旋流器可能使MBR的通量穩定期變得更長。