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膜生物反应器的概念(膜生物反应器的原理)

来源:www.haichao.net  时间:2023-01-06 22:21   点击:243  编辑:admin   手机版

1. 膜生物反应器的原理

原理:厌氧流化床(AFB)反应器内填充着粒径小、比表面积大的载体,厌氧微生物组成的生物膜在载体表面生长,载体处于流化状态,具有良好的传质条件,微生物易与废水充分接触,细菌具有很高的活性,设备处理效率高。 将生物流化床与接触氧化法相结合的复合生物流化床方法,使淀粉废水先经过流化的生物载体后再经填料层,处理北京某淀粉厂的废水,COD去除率达90%左右,废水可达标排放。该方法可使生物流化床技术与接触氧化法的优缺点相互补充,大大提高了处理效率。 厌氧流化床是使附着微生物的填充材料的有效表面积最大,而填充材料所占反应槽的体积最小,保证体系内附着的活性微生物浓度最大的反应器。实验室和中试研究都表明用AFB处理制浆造纸废水能达到比其他高效厌氧反应器高得多的负荷率,同时保持相似的处理效果。在法国经过1年中试后,生产型的AFB投人使用,其BOD和COD的去除率分别可达53.3%和72.2%,负荷率可达35 kg(COD)/(m3·d)。周健等对中温「(30士2)℃」条件下颗粒活性炭(GAC)载体厌氧流化床反应器处理硫酸盐草浆废水进行了研究,完成了微生物的驯化,并在此基础上对厌氧流化床处理硫酸盐草浆废水的性能进行了研究,当进水COD浓度为2 000-5 000 mg/L,水力停留时间(HRT)为3-9h时,COD去除率为50.1%-70.2%,容积产气量1 .46-3 .00m3/(m3·d),有机容积负荷可达43 .2 kg(COD)/(m3·d)。

2. 膜生物反应器的基本原理

生物反应器首先在发酵工业中得到应用。发酵工业中使用的生物反应器,实际上是发酵罐。另一种是以固定化酶或固定化细胞为催化剂的酶反应器。世界上最大的发酵罐高达100米,直径7米,容积为4000立方米。它远远望去,犹如一座壮观的圆形塔。 可以用于制干扰素、胰岛素、生物钢、人生长激素...... 好处我也不太清楚。 生物反应器是利用生物催化剂为细胞培养(或发酵)或酶反应提供良好的反应环境的设备,通常称为发酵罐或酶反应器。用于污水生物处理的曝气池或厌气消化罐也可作为生物反应器的一类。生物反应器是生物反应过程中的关键设备,它的结构、操作方式和操作条件对生物技术产品的质量、转化率和能耗有着密切关系。 生物反应器 名称 名称: 生物反应器 主题词或关键词: DNA 生命科学 细菌 胰岛素 内容 内容 生物反应器听起来有些陌生,基本原理却相当简单。胃就是人体内部加工食物的一个复杂生物反应器。食物在胃里经过各种酶的消化,变成我们能吸收的营养成分。生物工程上的生物反应器是在体外模拟生物体的功能,设计出来用于生产或检测各种化学品的反应装置。或者说,生物反应器是利用酶或生物体(如微生物)所具有的生物功能,在体外进行生化反应的装置系统,是一种生物功能模拟机,如发酵罐、固定化酶或固定化细胞反应器等。

在固定化酶广泛应用的基础上,人们发现天然细胞本身就具有多功能的系列化反应系统采用物理或化学方法将细胞固定化,是利用酶或酶系的一条捷径。

一个固定化细胞反应器犹如一台“生命活动功能推动机”。

固定化细胞技术开始于70年代,其实际应用程度已超过固定化酶。如美国、欧洲、日本均采用固定化菌体柱床工艺大规模生产高果糖浆。

3. 膜生物反应器工艺原理及特点

优点:1、水力停留时间与泥龄分离

MBR膜技术可以全部截留水中的微生物,实现了水力停留时间和污泥龄的分离,使运行控制更加灵活,使延长污泥龄成为可能,这有利于增殖缓慢的硝化细菌的生长和繁殖,脱氮效率得到很大提高。同时由于系统具有很长的泥龄,故产生的剩余污泥量很小。

  2.出水水质高于传统生化工艺

  膜技术不但可以截留水中的微生物,还可以截留部分大分子的难溶性污染物,延长污染物在反应器内的停留时间,增加难降解污染物的去除率,同时由于泥龄长,脱氮效果好,加上出水基本不含SS,所以MBR的出水水质要好于传统工艺。

  3.耐冲击性能强

  MBR污泥负荷一般0.1~0.2kgCOD/(kgVSS·d)左右,而体积负荷可达数千克左右。

  4.可有效降低污染物浓度

 MBR膜作为一种生化处理工艺,可以将有机物转化为二氧化碳和水,氮污染物转化为氮气,还可以降低原水电导率,这使得后续的膜处理工艺负荷大大减轻,延长了膜寿命,增加了产水率,降低了浓缩液浓度。

  5.占地面积小

  由于膜系统的高截留率,使得反应器内可以保持高浓度的污泥浓度,通常是传统活性污泥法的3-5倍,高污泥浓度使得反应器容积较传统工艺小很多,加上高效率的深水供氧形式,生化部分占地面积要远小于传统工艺。

  6、该工艺剩余污泥产量低,降低了污泥处理费用。

7、操作管理方便,易于实现自动控制

  MBR工艺的缺点:

  1.膜造价高,使膜-生物反应器的基建投资高于传统污水处理工艺

  2.膜污染容易出现,给操作管理带来不便

  3.能耗高

  首先MBR泥水分离过程必须保持一定的膜驱动压力,其次是MBR池中MLSS浓度非常高,要保持足够的传氧速率,必须加大曝气强度,还有为了加大膜通量、减轻膜污染,必须增大流速,冲刷膜表面,造成MBR的能耗要比传统的生物处理工艺高。

  4.影响因素多

  由于膜通量的提高、膜寿命的延长会大幅度降低MBR的运行费用,因此,在保证出水水质的前提下,膜通量应尽可能大,这样可减少膜的使用面积,降低基建费用与运行费用。因此控制膜污染,保持较高的膜通量,是MBR研究的重要内容。而膜通量与膜材料、操作方式、水力条件等因素密切相关。

4. 膜生物反应器技术与应用

pdms膜(也叫硅橡胶膜)具有很高的气体透过性、对挥发性有机化合物的良好选择性、热稳定性、化学稳定性、生物相容性、成本较低廉等多方面优点,在气体分离、渗透汽化、渗透萃取、膜生物反应器等方面已经得到实际应用或正在显示广泛的应用前景,是迄今为止研究最多的分离膜材料之一。

随着PDMS膜技术越来越成熟,企业对膜的厚度以及精度也要求的越来越高,薄厚程度直接影响着企业的产品竞争力。

5. 膜生物反应器和生物膜反应器

常见的生物反应器有细胞培养生物反应器、微生物反应器、动物生物反应器、植物生物反应器、酶生物反应器、膜生物反应器等。

生物反应器 是生物生产过程中的关键设备。它能在不同要求的规模上为细胞的增殖,酶的催化反应和发酵代谢产物的形成提供良好的环境条件。

6. 生物膜反应器的作用

由于MBR膜的存在大大提高了系统固液分离的能力,从而使系统出水,水质和容积负荷都得到大幅度提高,经膜处理后的水水质标准高(超过国家一级A标准),经过消毒,最后形成水质和生物安全性高的优质再生水,可直接作为新生水源。

由于膜的过滤作用,微生物被完全截留在MBR膜生物反应器中,实现了水力停留时间与活性污泥泥龄的彻底分离,消除了传统活性污泥法中污泥膨胀问题。

7. 膜生物反应器工作原理

光生物反应器是指能够用于光合微生物及其具有光合作用能力的组织或者细胞培养的一类装置。这种反应器和一般的生物反应器具有相似的结构,在一般的条件下都需要一定的光照、温度以及营养物质等来对微生物进行培养和对系统的环境进行调节和控制。

8. 膜生物反应器的原理和优缺点

MBR(膜生物反应器)工艺的工作原理:

首先通过活性污泥来去除水中可生物降解的有机污染物,然后采用膜将净化后的水和活性污泥进行固液分离。

中空纤维膜丝为管状,管壁上有微孔,能够截留住活性污泥以及绝大多数的悬浮物,出水清澈透明。为使膜能够长期连续稳定的运行,在膜的下方要进行一定量的曝气,这样,既满足生物需氧量,又使膜丝不断抖动,防止活性污泥附着在膜的表面造成污染。

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