Mbr Abwasserbehandlungssystem

Der Membranbioreaktor (MBR) ist ein effizientes Abwasserbehandlungsverfahren, das Membrantrenntechnik und biologische Behandlungstechniken kombiniert. Sein Funktionsprinzip beruht im Wesentlichen auf folgenden Punkten:

Membrantrennverfahren: Die Membrantrenntechnik (MBR) nutzt Ultrafiltration oder Mikrofiltration und ersetzt so das Nachklärbecken und die herkömmliche Filteranlage im traditionellen Abwasserbehandlungsverfahren. Dieses Verfahren ermöglicht die effektive Abscheidung von Belebtschlamm und makromolekularen organischen Stoffen und damit die Fest-Flüssig-Trennung.

Biologische Behandlungstechnologie: Das MBR-Membranverfahren nutzt Membrantrenntechnik, um Belebtschlamm und makromolekulare organische Stoffe im biochemischen Reaktionsbecken abzutrennen und so ein Nachklärbecken zu vermeiden. Dadurch wird die Belebtschlammkonzentration deutlich erhöht, die hydraulische Verweilzeit (HRT) und die Schlammverweilzeit (SRT) lassen sich separat steuern, und schwer abbaubare Stoffe werden im Reaktor kontinuierlich umgesetzt und abgebaut.

Hocheffiziente Fest-Flüssig-Trennung: Die hohe Trennleistung des MBR-Membranbioreaktors führt zu einer guten Abwasserqualität mit nahezu null Schwebstoffen und Trübung und ermöglicht die Entfernung biologischer Schadstoffe wie E. coli. Die Abwasserqualität nach der Behandlung ist der herkömmlicher Abwasserbehandlungsverfahren deutlich überlegen und stellt eine effiziente und wirtschaftliche Technologie zur Wiederverwertung von Abwasser dar.

Optimierung der Reinigungsleistung: Das MBR-Membranverfahren steigert die Funktion des Bioreaktors durch Membrantrenntechnik erheblich und zählt im Vergleich zu herkömmlichen biologischen Verfahren zu den vielversprechendsten neuen Abwasserbehandlungstechnologien. Es bietet deutliche Vorteile wie eine hohe Schadstoffentfernungsrate, eine hohe Beständigkeit gegen Schlammquellung sowie eine stabile und zuverlässige Abwasserqualität.

Ein Membranbioreaktorsystem (MBR) besteht im Allgemeinen aus folgenden Teilen:

1. Wassereinlaufschacht: Der Wassereinlaufschacht ist mit einem Überlaufventil und einem Wassereinlaufschieber ausgestattet. Übersteigt die Wassermenge die Systemkapazität oder tritt eine Störung in der Kläranlage auf, wird der Wassereinlaufschieber geschlossen und das Abwasser über das Überlaufventil direkt in den Fluss oder das nahegelegene städtische Abwassernetz eingeleitet.

2. Sieb: Da Abwasser oft viele Verunreinigungen enthält, ist es für den ordnungsgemäßen Betrieb des Membranbioreaktors notwendig, alle Arten von Fasern, Schlacken, Altpapier und andere Verunreinigungen außerhalb des Systems abzufangen. Daher ist es erforderlich, vor dem System ein Sieb einzuführen und dieses regelmäßig von Schlacken zu befreien.

3. Ausgleichsbecken: Menge und Qualität des gesammelten Abwassers verändern sich mit der Zeit. Um den reibungslosen Betrieb der nachfolgenden Kläranlage zu gewährleisten und die Betriebsbelastung zu reduzieren, ist eine Anpassung von Menge und Qualität des Abwassers erforderlich. Daher wird vor dem Eintritt in die biologische Kläranlage ein Ausgleichsbecken installiert. Das Ausgleichsbecken muss regelmäßig von Ablagerungen befreit werden. Es ist in der Regel so ausgelegt, dass es überläuft und so den ordnungsgemäßen Betrieb der Anlage auch bei hoher Belastung sicherstellt.

4. Haarabscheider: Da das gesammelte Badeabwasser in der Wasseraufbereitungsanlage geringe Mengen an Haaren, Fasern und anderen feinen Verunreinigungen enthält, die das Sieb nicht vollständig zurückhalten kann, kann dies zu Verstopfungen der Pumpe und des MBR-Reaktors führen und somit die Behandlungseffizienz verringern. Daher ist der von unserem Unternehmen hergestellte Membranbioreaktor mit einem Haarabscheider ausgestattet.

5. MBR-Reaktionstank: Im MBR-Reaktionstank erfolgen der Abbau organischer Schadstoffe und die Trennung von Schlamm und Wasser. Als Kernstück der Aufbereitungsanlage umfasst der Reaktionstank mikrobielle Kolonien, Membrankomponenten, ein Wassersammelsystem, ein Abwassersystem und ein Belüftungssystem.

6. Desinfektionsvorrichtung: Entsprechend den Anforderungen an das Wasser ist das von unserem Unternehmen hergestellte MBR-System mit einer Desinfektionsvorrichtung ausgestattet, die die Dosierung automatisch steuern kann.

Die Membranen in MBR (Membranbioreaktoren) werden hauptsächlich in folgende Typen unterteilt, von denen jeder einzigartige Eigenschaften aufweist:

Hohlfasermembran:

Physikalische Form: Die Hohlfasermembran ist eine Bündelstruktur, die aus Tausenden kleiner Hohlfasern besteht. Im Inneren der Faser befindet sich der Flüssigkeitskanal, außerhalb das zu behandelnde Abwasser.

Merkmale: Hohe Flächendichte: Die große Membranoberfläche pro Volumeneinheit sorgt für eine kompakte Bauweise und geringen Platzbedarf. Komfortable Gasreinigung: Die Membranoberfläche lässt sich direkt durch Belüftung reinigen, wodurch die Membranverschmutzung reduziert wird.

Einfache Installation und Austauschbarkeit: Modulares Design für einfache Wartung und Aufrüstung.

Die Porengrößenverteilung ist gleichmäßig: Die Trennwirkung ist gut und die Rückhalterate von Schwebstoffen und Mikroorganismen ist hoch.

Klassifizierung: einschließlich Vorhangfolie und Flachfolie, wobei Vorhangfolie häufig für Unterwasser-MBR verwendet wird, ist Flachfolie für Außen-MBR geeignet.

Flachfolie:

Physikalische Form: Die Membran ist an der Halterung befestigt, und die beiden Seiten stellen jeweils das zu behandelnde Abwasser und die durchsickernde Flüssigkeit dar.

Merkmale:

Stabile Struktur: glatte Membran, hohe mechanische Festigkeit, geringe Verformungsneigung, hohe Druckfestigkeit.

Gute Reinigungswirkung: Die Oberfläche ist leicht zu reinigen, und Verunreinigungen können durch chemische Reinigung und mechanisches Schrubben effektiv entfernt werden.

Verschleißfestigkeit: Bei Langzeitbetrieb ist der Verschleiß der Filmoberfläche gering, und die Lebensdauer ist relativ lang.

Geeignet für die Fest-Flüssig-Trennung: Die Abfangwirkung von Schwebstoffen mit großen Partikeln ist besonders gut.

Geeignet für Großprojekte: Dank des modularen Designs ist die Anlage leicht erweiterbar und eignet sich für große Kläranlagen.

Schlauchfilm:

Physikalische Form: Das Membranmaterial ist um den rohrförmigen Trägerkörper gewickelt, und das Abwasser fließt im Rohr und dringt von der Rohrwand durch die Flüssigkeit.

Merkmale:

Hohe Schadstoffresistenz: Die interne Strömungskanalkonstruktion begünstigt die Bildung von Turbulenzen und reduziert die Ablagerung von Schadstoffen auf der Membranoberfläche.

Gute Selbstreinigungsfähigkeit: Der schnelle Flüssigkeitsstrom im Schlauch hilft, die Membranoberfläche zu spülen und die Membranverschmutzung zu reduzieren.

Anpassung an Abwässer mit hohem Anteil an Schwebstoffen: Eine hohe Konzentration an Schwebstoffen und Fasern führt zu einer besseren Behandlungskapazität.

Einfache Wartung: Wenn eine einzelne Membrankomponente beschädigt ist, kann sie separat ausgetauscht werden, ohne den Gesamtbetrieb des Systems zu beeinträchtigen.

Die Rolle des MBR-Systems bei der Abwasserbehandlung spiegelt sich hauptsächlich in folgenden Aspekten wider:

Effiziente Fest-Flüssig-Trennung. MBR nutzt die Membran zur effizienten Fest-Flüssig-Trennung, wodurch die Abwasserqualität deutlich verbessert wird, nahezu keine Schwebstoffe und Trübung mehr vorhanden sind und Bakterien und Viren signifikant entfernt werden.

Hohe mikrobielle Konzentration. MBR ist in der Lage, eine hohe Konzentration an Belebtschlamm aufrechtzuerhalten und die organische Belastung der biologischen Behandlung zu erhöhen, wodurch der Platzbedarf der Kläranlage reduziert wird.

Überschüssigen Schlamm reduzieren. Dank der Abfangwirkung des Membranbioreaktors (MBR) kann die Produktion von Restschlamm verringert und die Kosten der Schlammbehandlung gesenkt werden. 34

Wirksame Entfernung von Ammoniakstickstoff. Das MBR-System kann Mikroorganismen mit einem langen Generationszyklus, wie z. B. nitrifizierende Bakterien, einfangen, um so Ammoniakstickstoff im Wasser effektiv abzubauen.

Platzsparend und energieeffizient. Durch effiziente Fest-Flüssig-Trennung und Bioanreicherung verkürzt das MBR-System die hydraulische Verweilzeit der Behandlungseinheit erheblich, reduziert den Platzbedarf des Bioreaktors und senkt dank der hohen Membraneffizienz den Energieverbrauch der Behandlungseinheit entsprechend.

Verbesserung der Wasserqualität. MBR-Systeme liefern qualitativ hochwertiges Abwasser, das strengere Einleitungsstandards oder Wiederverwendungsanforderungen erfüllt.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der MBR-Membranbioreaktor eine wichtige Rolle bei der Abwasserbehandlung spielt, unter anderem durch effiziente Fest-Flüssig-Trennung, Erhöhung der mikrobiellen Konzentration, Reduzierung des Restschlamms, effektive Entfernung von Ammoniakstickstoff, Platzersparnis und Senkung des Energieverbrauchs. Er ist eine effiziente und wirtschaftliche Technologie zur Nutzung von Abwasserressourcen.

Ende der 1990er Jahre hielt der Membranbioreaktor (MBR) Einzug in die praktische Anwendung. Heutzutage werden Membranbioreaktoren (MBR) in folgenden Bereichen weit verbreitet eingesetzt:

1. Städtische Abwasserbehandlung und Wasserwiederverwendung in Gebäuden

1967 errichtete ein Unternehmen in den USA eine Kläranlage mit Membranbioreaktor (MBR), die 14 m³ Abwasser pro Tag aufbereitete. 1977 wurde in einem japanischen Hochhaus ein Abwasserwiederverwendungssystem in Betrieb genommen. Mitte der 1990er-Jahre waren in Japan 39 solcher Anlagen mit einer Behandlungskapazität von bis zu 500 m³/Tag in Betrieb, und über 100 Hochhäuser nutzten MBR zur Abwasseraufbereitung und -rückführung in die Gewässer.

2. Industrielle Abwasserbehandlung

Seit den 1990er Jahren haben sich die Anwendungsgebiete der MBR-Behandlung stetig erweitert. Neben der Wiederverwendung von Wasser und der Behandlung von Fäkalien hat sich auch die Anwendung der MBR-Technologie in der industriellen Abwasserbehandlung weit verbreitet. So wurden beispielsweise bei der Behandlung von Abwässern aus der Lebensmittelindustrie, der aquatischen Verarbeitung, der Aquakultur, der Kosmetikproduktion, der Farbstoffindustrie und der petrochemischen Industrie gute Behandlungsergebnisse erzielt.

3. Reinigung von mikroverunreinigtem Trinkwasser

Durch den weitverbreiteten Einsatz von Stickstoffdünger und Insektiziden in der Landwirtschaft ist auch das Trinkwasser in unterschiedlichem Maße verschmutzt. Mitte der 1990er-Jahre entwickelte das Unternehmen das MBR-Verfahren, das gleichzeitig die biologische Stickstoffentfernung, die Insektizidadsorption und die Trübungsentfernung ermöglicht. Die Stickstoffkonzentration im Abwasser liegt unter 0,1 mg NO₂/L und die Pestizidkonzentration unter 0,02 µg/L.

4. Fäkale Abwasserbehandlung

Der Gehalt an organischen Stoffen in Fäkalien ist sehr hoch. Das herkömmliche Denitrifikationsverfahren erfordert eine hohe Schlammkonzentration, und die Fest-Flüssig-Trennung ist instabil, was die Wirksamkeit der Tertiärbehandlung beeinträchtigt. Die Entwicklung des Membranbioreaktors (MBR) löst dieses Problem und ermöglicht die direkte Behandlung von Fäkalien ohne Verdünnung.

5. Behandlung von Deponie-/Düngemittelsickerwasser

Sickerwasser aus Deponien und Kompostanlagen enthält hohe Schadstoffkonzentrationen, deren Qualität und Menge von den klimatischen und betrieblichen Bedingungen abhängen. Die Membranbioreaktor-Technologie (MBR) wurde vor 1994 in vielen Kläranlagen eingesetzt. Durch die Kombination von MBR und Umkehrosmose (RO) lassen sich neben Schwebstoffen, organischen Stoffen und Stickstoff auch Salze und Schwermetalle effektiv entfernen. Der MBR nutzt eine natürlich vorkommende Bakterienmischung, um Kohlenwasserstoffe und chlorierte Verbindungen im Sickerwasser abzubauen und Schadstoffe in 50- bis 100-fach höheren Konzentrationen als herkömmliche Kläranlagen zu behandeln. Dieser hohe Reinigungseffekt beruht darauf, dass der MBR hocheffiziente Bakterien zurückhält und eine Bakterienkonzentration von 5000 g/m³ erreicht. Im Feldversuch lag der CSB-Wert der Zulaufflüssigkeit zwischen mehreren hundert und 40.000 mg/l, und die Schadstoffentfernungsrate betrug über 90 %.

Wichtigste Anwendungsbereiche und -richtungen

A. Modernisierung bestehender städtischer Kläranlagen, insbesondere von Wasserwerken, deren Abwasserqualität die Normen nur schwer erfüllt oder deren Behandlungsdurchsatz drastisch ansteigt und deren Fläche nicht erweitert werden kann.

B. Wohngebiete ohne Entwässerungsnetz, wie z. B. Wohngebiete, Ferienorte, Sehenswürdigkeiten usw.

C. Bereiche oder Orte mit Bedarf an Abwasserwiederverwendung, wie z. B. Hotels, Autowaschanlagen, Passagierflugzeuge, mobile Toiletten usw., nutzen die Eigenschaften der Membranbioreaktoren (MBR) voll aus, wie z. B. geringe Grundfläche, kompakte Ausrüstung, automatische Steuerung, Flexibilität und Komfort.

D. Behandlung von hochkonzentriertem, toxischem und schwer abbaubarem Industrieabwasser. Branchen wie die Papier-, Zucker-, Alkohol-, Leder- und Fettsäuresynthese stellen häufig punktuelle Verschmutzungsquellen dar. MBR kann Abwasser, das die Standards konventioneller Behandlungsverfahren nicht erfüllt, effektiv aufbereiten und eine Wiederverwendung ermöglichen.

E. Behandlung und Wiederverwendung von Deponiesickerwasser.

F. Anwendung von Kleinkläranlagen (Stationen). Die Eigenschaften der Membrantechnologie eignen sich sehr gut zur Behandlung von Kleinabwasser.

Membranbioreaktoren (MBR) haben sich aufgrund ihrer sauberen, klaren und stabilen Wasserqualität zu einer der neuen Technologien für die Abwasserbehandlung und -wiederverwendung entwickelt. Angesichts der immer strengeren Umweltauflagen für Wasserressourcen hat der MBR sein großes Entwicklungspotenzial unter Beweis gestellt und wird zukünftig eine ernstzunehmende Alternative zu herkömmlichen Abwasserbehandlungstechnologien darstellen.