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MBR 系统的设计

发布时间:2020-04-06 15:20人气:
一、原水: 
中空纤维膜组件 UW 系列属于浸没式 MBR 膜组件,用于处理可以用生化法处理的污水。 要求原水的可生化性较好,可以用生物活性污泥法进行处理。

1、油分
动植物油:50 mg/L 以下;矿物油:5 mg/L 以下 。 一般情况下,超滤膜附有油脂成分(动植物油)时,油脂成分会广泛覆盖膜表面,从而有 可能堵塞微细孔,因此原水最多不要含有过多油脂成分,当原水的 n-Hex 值(正己烷提取物 质)超过 50 mg /L 时,需要进行气浮等预处理,将 n-Hex 值调整到 50 mg/L 以下。当含有矿物 油时,有可能对膜产生更恶劣的影响,因此需进行预处理,使矿物油降到 5 mg/L 以下。

2、消泡剂
运转初期,膜分离槽的污泥起泡时,有时需加入消泡剂。此时,请使用高级乙醇系列消泡 剂,不可使用硅胶系列消泡剂,因为硅胶系列消泡剂吸附到膜表面,会加快膜间压差的上升。 此时,即使用药液清洗也很难恢复跨膜压差,对膜造成不可逆的污堵。

3、其他
原水需先经过生物处理,用活性污泥分解掉大部分的有机物,否则溶解在原水里的未处理 有机物会被吸附到膜表面,加快膜污染,加快跨膜压差的上升,妨碍 MBR 稳定运行。未凝聚 的混凝剂吸附在膜表面,也会产生堵塞。因此有混凝操作时,注意混凝剂的加药量,不能投加 过剩的混凝剂,也不要让未凝聚的混凝剂流入 MBR 膜池。

二、预处理
预处理的目的是去除可能会划伤膜的大的固态物质,尤其是生活排水中包含的大量细小纤 维屑、毛发等微小纤维状物质。通常进入膜生物处理槽之前,应经过开孔为 1~2 mm 的微细 孔格栅过滤,进行预处理。

三、MBR 设计
1、MBR 池容积
按停留时间和 BOD 容积负荷分别计算,取大值。 一般处理生活污水时,停留时间 4~6h; BOD 容积负荷:1.2 kg/(m3·d); 当处理其他高浓度有机废水时,需经过实验确定各参数。要求脱氮,脱磷时,除了考虑 BOD 外,还要考虑脱氮,脱磷所需的停留时间。
2、MBR 膜过滤通量设计
MBR 系统通常按恒通量方式运行。 博汇 MBR 膜通量为 15~25 L/(m2·h)(20℃)。 当处理高浓度食品废水或难分解废水时,膜通量要相应降低,防止膜孔堵塞。
3、活性污泥浓度
建议适用范围:6000~8000 mg/L(最小:3000 mg/L;最大:12000 mg/L)。 (1)膜生物反应器法是用膜来进行固液分离,与通常的沉淀法不同,MLSS 能够保持高 浓度。通常 MLSS 浓度在 6000~8000 mg/L 的范围内运转较为合适。 (2)MLSS 浓度的上限为 12000 mg/L,超过 12000 mg/L 时,膜的压差有时会急剧上升。 因此,请在 MLSS 浓度在超过 12000 mg/L 时,需特别注意。 (3)MLSS 浓度的下限为 3000 mg/L,小于 3000 mg/L 时,膜的压差有时也会急剧上升。 试运转开始时,将污泥的 MLSS 浓度控制在 3000 mg/L 以下,将膜过滤通量设置成低于设计通 量,渐渐地将 MLSS 浓度升高。 注意: 在生物处理体系的活性污泥 MLSS 浓度很低时,不要将体系外未经驯化成熟的污泥 直接投加到膜池内,否则会引起膜组器滤通量的急剧下降,且清洗恢复困难。
4、活性污泥粘度
建议使用范围:30 mPa·s。MBR 水处理时,除 MLSS 浓度以外,还需要管理活性污泥粘 度。建议在 30 mPa·s 以下进行运转。
5、温度
同一般活性污泥法,膜池内水温最好保持在 15~35 ℃以内。 活性污泥状态不良或 MLSS 值不在正常范围时,未处理的有机物会附着在膜表面,从而加快跨膜压差上升。膜过滤前要先确认活性污泥是否处于良好的稳定运转状态,因为生物处理顺利与否是膜稳定运转的必要条 件。
6、 抽吸泵的选型
(1)运行压力:-0.01~-0.05 MPa。 (2)选型要求:抽吸泵应该选择自吸泵,而且要求吸程≥5 米 (3)运行方式:抽吸泵通常设计为运行 8 分钟,停运 2 分钟。 (4)抽吸泵安装好后,要求抽吸泵的进、出水口都低于膜—生物反应器(MBR)的有效 水位,否则需要在抽吸泵的进水口安装一个引水罐,主要用于保证抽吸泵的工作顺畅。另外, 抽吸泵首次工作时需要进行灌水排气,否则抽吸泵可能抽吸不出水来,长时间操作还会损坏抽 吸泵本身。 抽吸过程中要注意的事项: 1 在系统运行过程中,任何异常时,要停止抽吸 MBR。 ②由于任何故障而导致供给膜清洗用空气的鼓风机停止时,要停止抽吸过滤。若在此状态 下继续运行,膜表面上会堆积大量污泥的凝聚体和微粒子,跨膜压差会上升很快,此时需要离 线化学清洗才能恢复。
7、 曝气设计
在膜生物反应器中,利用穿孔曝气进行膜清洗,同时供给微生物所必需的氧气。在膜组件 中,向曝气槽中供给的空气直接吹到膜表而,使膜摇动清洗的同时,利用曝气形成的活性污泥 流进行膜清洗。 膜下部产生的曝气,在膜组件内部产生向上气流。通过向上气流和空气气泡来清洗膜。曝 气量可以通过 2 种方法来确定: ①通过所用膜面积来计算曝气量:每平方米清洗膜所需的空气量:2.5~4L/min(此值为鼓 风机出口气量),最大不超过 5.6 L/min。 ②通过气水比来算曝气量:气水比 10:1~12:1。 设计时,计算曝气量和生物处理必需的空气量,并进行比较,采用较大值。 活性污泥性能恶化时,清洗所要求的曝气量变大,根据情况,有时也会超过所建议的最大 曝气量。在 MBR 实际运行时,需保证溶解氧 DO 在 3.5 mg/L~5 mg/L。
8、MBR 膜箱的布置
在 MBR 膜池内设置膜组件时,平面配置是为了确保 MBR 膜池里的活性污泥混合液能产生均匀的循环流。 MBR 膜组件的平面布局尽可能位于 MBR 膜池中央,并确保前后、左右有足够的距离。 MBR 膜箱的前后左右确保 300 mm 以上的距离空间;MBR 膜箱顶部至水面(最低水位)间距 离最少为 500 mm。

四、博汇 MBR 运行设计

为了能是整个 MBR 系统能稳定的运行博汇 MBR 运行状态分为过滤、停歇、反洗、维护 性化学清洗、恢复性化学清洗 5 个状态。

1、MBR 过滤

a. MBR 出水泵开启时,风机应处于开启状态,风机停止时,应立即停止出水。
b. 运行 MBR 时,MBR 组件顶部以上的液位必须大于 0.5 m。
c. 设置最低液位控制,当液位低于最低液位时,自吸泵停止工作

2、MBR 反洗

系统进行反洗时,系统曝气也应保持正常运行状态,以有利于污染物从膜表面脱落。 MBR 反洗的水源为 MBR 产水或自来水,反洗泵的扬程为 15 m 左右,反洗水流量为 30 ~40 L/ (m2·h);也可以按 MBR 出水量的 1.5 倍至 2.0 倍来确定反洗水量。反洗的周期为 30 min,反 洗时间为 1 min。


3、 维护性化学清洗
化学清洗是恢复膜通量的有效手段。维护性化学清洗清洗频率根据水质,或具体运行情况 来确定,建议一周进行一次维护性清洗(水质差的情况 1 周 2 次)。维护性化学清洗指在把 MBR 膜组件浸渍到 MBR 膜池的状态下,从产水管把特定的药液 反向流到 MBR 原水侧,分解附着在膜表面上的有机物等,从而恢复膜间压差。此时,应事先 停止过滤以及曝气。在注入药液及静置过程中,若持续曝气,会使药液扩散、稀释到槽整体, 导致膜表面清洗效果低下。

4、在线恢复性化学清洗
当活性污泥性状急剧恶化造成膜表面附着污泥或跨膜压差大于 0.05 MPa,且通过空曝气 和维护性化学清洗,不能恢复膜通量的时候,需要对 MBR 膜进行恢复性化学清洗。 在线恢复性化学清洗与维护性化学清洗过程类似,但在线恢复性化学清洗包括高浓度化学 药剂浸泡过程。用于浸泡的清洗药剂浓度通常为 2500 mg/L 次氯酸钠和 2000 mg/L 柠檬酸分别 用于去除有机污染和无机污染物。也可以根据实际情况选择合适的化学药剂浓度。 根据实际情况,再生性化学清洗频率一般年 1~2 次。


5、离线恢复性化学清洗
离线恢复性化学清洗是将膜组件从活性污泥槽中取出,放入浸渍清洗槽中浸泡一定时间, 从而使膜表面附着的有机物分解、恢复膜间压差的方法。

清洗方法:
(1)从膜组件上卸下吸引管、曝气用空气管等,再将膜组件从曝气槽取出。
(2)用喷头清洗膜组件内部,并除去膜内部附着的活性污泥。这是要注意不要让卸下来 的吸引管上的污泥反倒污染了吸引管内部(如果使用高压清洗机械清洗膜,有可能会对膜造成 损伤,请不要使用高压清洗机)。
(3)在装满了规定药液的浸渍清洗槽中,让膜组件完全浸没。这样静置 6~24 小时,膜 片浸渍时也同样(如果药液温度下降,清洗效果也会下降。将药液加热到 30℃左右,清洗效 果会提高)。
(4)浸渍结束后,从浸渍清洗槽中取出膜组件(膜片),用水充分清洗,除去膜组件(膜片)上附着的药液。清洗膜片时,清洗后将膜片安装到膜组件上。
(5)接上曝气空气管后,使曝气运转,在曝气状态下将膜组件返回到曝气槽。接下来, 在停止过滤的情况下,仅让曝气运转 30 分钟以上,然后再开始过滤。
(6)在将药液废弃之前,用硫代硫酸钠(Na2S2O3 nH2O)等将次氯酸钠还原,然后废 弃。

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