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關于MBR的設計與運行要點!

一、MBR膜的設計要點

(一)確定水質

MBR不是萬能的,它屬于微濾膜,是按能通過的顆粒物粒徑來定義的;所以,對于它來講堵塞問題是關鍵,一些易結垢、含油類物質和粘稠性物質較多的廢水,建議不要采用MBR膜法

不適合MBR法的廢水類型有:乳化液/研磨液/淬火液/冷卻液廢水、表面活性劑廢水、石油類廢水、脂類廢水(有預處理措施除外);

(二)膜組件的設計要點

1、 把膜片拼裝在一起形成一個膜組件,特別注意的是,膜片與膜片之間間距要足夠大,有效距離要大于100mm(軸心距大于140mm),如果膜片本身膜絲密度大,那么有效間距要適當放寬,這樣做的目的是保持沖洗氣流順暢到達頂部膜絲,也可以減少膜絲之間的板結和截留物,減少膜組件的清洗頻率;

平板膜的間距只要60~80mm就可以了;太大的間距導致占用空間太大;

2、 膜片橫向和豎向裝都可以,具體取決于安裝的空間;橫向裝時,膜絲保持微下垂,下垂幅度保持在10mm,也可以這樣說,在保證膜絲不受拉力的前提下,盡量直,這樣膜絲和膜絲之間就不會留有太多的雜物;推薦使用豎向安裝的方式;

3、 不能把膜組件做的很大,因為太大的膜組件,其安裝密度就會大,同樣的攪拌空氣量對它來講卻顯不足,而且在膜片上積累很多包裹物的時候,就需要對膜片進行噴洗,用高壓水槍或自來水,安裝太密會讓你很難沖到內層膜片,建議單個膜組件處理量不要超過1.5m3/hr;

(三)MBR曝氣的設計要點

1、 曝氣裝置可以固定在池底(需要做膜組件承托架和膜組件滑入導軌),也可以跟膜組件做在一起,各有優劣,曝氣管的位置要做精心考慮,采用DN20穿孔管,每個膜片間隙對應一路穿孔管,穿孔大小Φ2.0mm,穿孔間距100mm,相鄰兩路管穿孔位置交錯穿插,孔口做單排垂直向上,沉降的污泥不會對孔口產生堵塞。

2、 曝氣量的大小進行粗略估算,根據經驗數字,按照汽水比24:1(以說明書為準)(常規池深3.5m),風機排風壓頭選型比最高液位高0.01Mpa;風機出口設置泄氣閥,泄氣管口徑全開能卸掉70%的空氣量即可,泄氣口上加裝消音器,這套裝置用來控制生化槽中的DO值以及保護風機;

3、 每個膜組件曝氣都設置單獨的調節閥,同時整個生化槽的充氧曝氣要另外做單獨的控制閥,用微孔充氧曝氣裝置,確保能靈活調整攪拌空氣量和充氧空氣量;

4、 MBR池DO控制最佳為2.5~5之間,正常液位約為3ppm,在液位高低不同時,DO也會有變化,不宜長時間超過5.0ppm

(四)MBR抽吸泵的設計要點

1、 有條件的情況下,盡量每個膜組件配1臺泵,這樣方便觀察判定每個膜組件的狀態(壓力和通量),但多個膜組件共一臺也可以,在每個膜組件吸水管路上裝流量計;

2、 抽吸泵盡量低于液位安裝,越低越好,在膜組件正常狀態下,靠虹吸也是可以出水的,如果MBR池是地下池,那就做地下機房,確保抽吸泵能有足夠的吸程。

低于MBR主要的參數是跨膜壓差,各品牌規定略有不同,一般不宜高于0.03Mpa,在這里跨膜壓差不一定等于真空表讀數,還要看泵的進水口高度和生化池液位的高度差,如果真空表的讀數為0.03pa,生化池液位比泵進水口高1m,那么此時的跨膜壓差為0.04Mpa。

若泵安裝位置高于生化池液位1m,則此時的跨膜壓差只有0.02Mpa,公式就是:跨膜壓差=真空表讀數(取正)+(生化池液面高度-抽吸泵進水口高度);

3、 抽吸泵出口管路一定要加裝透明流量計和取樣閥,透明的流量計就可以直觀的看到水質狀態,每個流量計前面或后面加調節閥,用來調節膜組件的出水量;

4、 電氣控制:一般設置MBR抽吸泵運行為13min運行,2min停止,能有效減少堵塞的頻率,具體啟動停止時間要征求廠家的意見,在電接點壓力表壓力超限時,能停泵并報警;抽吸泵要能與風機聯動,風機在停止狀態時,抽吸泵不工作;

二、MBR影響因素控制要點

膜生物反應器工藝中,膜分離的操作條件類似于傳統膜分離,主要控制因素有進水水質、膜面流速、溫度、操作壓力、pH 值、MLSS 等。

1)溫度

膜生物反應器系統宜在 15℃~35℃下運行。通常,溫度上升,膜通量增大,這主要是因為溫度升高后降低了活性污泥混合液的粘度,從而降低了滲透阻力。

2)操作壓力

在控制活性污泥混合液特性基本不變的情況下,膜通量隨著壓力的增加而增加;但當壓力達到一定值,即濃差極化使膜表面溶質濃度達到極限濃度時,繼續增大壓力幾乎不能提高膜通量,反而使膜污堵加劇。浸沒式 MBR 的跨膜壓差不宜超過 0.05MPa。

3) 溶解氧

溶解氧是影響有機物去除效果的重要因素。特別是在以除磷脫氮為目的的情況下, 溶解氧的濃度控制顯得尤為重要。在不同的膜生物反應器工藝類型中,混合液以各種形式在生物反應池內形成好氧、缺氧及厭氧段。反應池各段 DO 的控制范圍為:厭氧段在 0.2mg/L 以下,缺氧段在0.2mg/L~0.5mg/L 之間,好氧段溶解氧濃度宜不小于 2mg/L。

4) 膜面流速

膜面流速與壓力對膜通量的影響是相互關聯的。壓力較低時膜面流速對膜通量影響不大,壓力較高時膜面流速對膜通量影響很大。隨著膜面流速的增加,膜通量也增加,尤其是當壓力比較高的時候。這是因為膜面流速的提高一方面可以增加水流的剪切力,減少污染物在膜表面的沉積;另一方面流速增大可以提高對流傳質系數,減少邊界層的厚度,減小濃差極化的影響。另外,膜面流速對膜面沉積層的影響程度還與料液中污泥濃度有關,在污泥濃度較低時,膜滲透速率與膜面流速呈線性增加。但當污泥濃度較高時,膜面流速增加到一定的數值后,對沉積層的影響減弱,膜通量增加的速度減小。對于外置式 MBR,運行條件盡可能控制在低壓、高流速,膜面流速宜保持在 3m/s~5m/s。這樣做不僅有利于保持較高的水通量,而且有利于膜的保養和維護,減少膜的清洗和更換。

5) MLSS

浸沒式 MBR 好氧區(池)污泥濃度宜控制在 3000mg/L~20000mg/L。一般來說,在一定的膜面流速下,當料液中污泥濃度增加時,由于污泥濃度過高,污泥易在膜表面沉積形成厚的污泥層,導致過濾阻力增加,使膜通量下降。但是,料液中污泥濃度也不能太低,否則污染物質降解速率低,同時活性污泥對溶解性有機物的吸附和降解能力減弱,使得混合液上清液中溶解性有機物濃度增加,易被膜表面吸附,導致過濾阻力增加,膜通量下降。因此,應當維持料液中適中的污泥濃度,過高或過低都會使水通量減小。

6) pH 值

膜生物反應池進水 pH 值宜為 6~9。

三、MBR生化過程控制要點

進水水溫低于 8℃時,活性污泥的活性受到一定的影響,此時要適當降低出水量,保證污水中有機物在反應池內得到充分的降解,從而確保出水水質。減緩膜堵塞。

在氣溫發生突變的季節中尤其要注意觀察出水水質,如出水水質有突變時,要減少適當出水量、增加曝氣時間。

正常運行時,應極力避免對微生物新陳代謝有抑制作用的消毒液、消毒劑混入生物反應池中。防止設備中微生物的正常生物機理受到破壞,導致出水惡化。

當污水中含有大量的合成洗滌劑或其他起泡物質時,膜生物反應池會出現大量泡沫,此時可采取噴水的方法解決,但不要向反應池內加入含有油性物質的消泡劑來去除泡沫。也不可使用硅膠系列消泡劑。硅膠系列消泡劑被吸附到膜表面,會加快膜間差壓的上升,使膜堵塞。此時,即使用藥液清洗也很難恢復壓差,需要更換膜。

MBR法工藝系統應定期排放一定量的剩余污泥。排泥量可根據污泥沉降比、混合液污泥濃度、活性污泥的有機負荷或污泥齡來確定。

四、MBR膜污染與清洗

膜污染是污水中的懸浮顆粒、膠體等在膜表面沉積,造成膜孔堵塞的現象。膜一旦與料液接觸, 污染即開始,由于溶質與膜之間相互作用產生吸附,開始改變膜特性。對于微濾膜,這一影響不十分明顯,以溶質粒子的聚集與堵孔為主;而對于超濾,如膜材料選擇不當,影響相當大,與初始純水通量相比,可降低 20%~40%。尤其在低流速、高溶質濃度情況下,溶質在膜表面達到或超過飽和溶解度時,便有凝膠層形成,導致膜的透過量不依賴于所加壓力,引起膜透過量的急劇降低,因此在此種狀態下運行的膜,使用后必須清洗,以恢復其性能。

控制膜污染的措施有:

1) 對膜生物反應池系統進水進行預處理,去除其中的粗大顆粒;

2) 選擇合適的操作壓力;

3) 縮短出水泵抽吸時間或延長停吸時間和增加曝氣量均有利于減緩膜污染。

對膜進行空氣清洗可以除去表面雜質,孔中的雜質可用水反洗將其排出。水反洗是用過濾水從反洗罐中泵到抽水管中,根據膜種類的不同,一般每 10 分鐘~24 小時反洗一次。

當水反洗無效果時,為了保持膜的良好性能,有必要使用化學清洗方法去除污染物。膜的化學清洗依據污染物的具體情況有所不同,使用的清洗藥劑也不一樣。化學清洗時,選擇化學藥品的原則一是不能與膜及其他組件材質發生任何化學反應,二是不能因為使用化學藥品而引起二次污染。

膜清洗常用清洗劑的類別和性能如下表:

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MBR化學清洗的操作要點

1、在有條件的情況下,為了減少工作強度,能實現整個膜組件的清洗,這就要求做好膜組件的出池入池定位,水管及氣管要做方便拆卸的活連接(氣管如果不與膜組件做在一起則氣管不用考慮),而且這個活連接要經久耐用,個人建議用優質法蘭連接或者采用著名品牌的雙由令球閥連接,膜組件的起落配套行車,能有效減輕勞動強度,行車貼牌500kg(實際可以做到1t的起重量);

2、化學浸泡槽要做3個,大小要膜組件放進去綽綽有余,高度在淹沒膜絲之后再留500mm超高,每個浸泡槽要做好穿孔曝氣管道及其保護平臺;浸泡槽總深度=池底平臺高度+膜組件底部到最上層膜絲的高度+500mm超高

3、3個浸泡槽邊上要設置2個儲液桶,其容量要大于浸泡槽的有效容積,用來將清洗藥液重復利用;

4、每個浸泡槽要配套1臺塑料排污泵,用來將藥液從浸泡槽中移送到儲液桶或排放;

5、要考慮洗過之后的廢液的處理方式,NaOH可以當作藥劑加入到系統中,NaCLO經過澄清處理直接排放或儲存回用即可,檸檬酸可以慢慢投加到生化處理系統中;

6、每個浸泡槽的攪拌空氣量按照劇烈攪拌來設計,并安裝有調節閥;

7、浸泡槽要設有自來水加入管道,管道要粗,避免在自來水注水上浪費時間,注滿時間以10min為宜,參考數據,在自來水壓力2~3公斤時,DN50的自來水管流量約18~22m3/hr;

8、常用化學清洗藥劑及濃度:

NaOH(用來殺菌和清洗掉有機污染物):濃度1%~2%,浸泡時間>2h;

檸檬酸(用來除去無機結垢,沒有則省略):濃度2%,浸泡時間>2h;

NaClO(10%液體,用來深度殺菌,恢復膜絲過濾功能):濃度5%,浸泡時間>2h;

酒精(95%工業級酒精)單片浸泡2min,用來恢復失水后的膜絲,未脫水則省略;

9、清洗步驟:水沖洗→水浸洗→堿液浸洗→檸檬酸浸洗→NaClO浸洗→水沖洗→復位

10、注意,檸檬酸為有機酸,使用不受限制,但如果距離下次使用超過1個月,就會在儲存過程中發霉變質,建議一次性使用;

11、注意,每次清洗完需要檢查膜絲斷絲,對于斷絲單根打結處理;

五、MBR異常問題解決

1 、膜組件在安裝過程中未加以保護或保護不當,導致組件或膜片損壞

規范要求:

a、試水前勿拆除出廠包裝,組件就位后需立即遮蓋,避免焊接施工時焊渣灼傷膜片。

b、吊裝時取4個吊耳起吊,防止組件變形, 吊裝時嚴禁碰撞、傾斜、側翻。

2 、現場不具備吊裝條件或吊裝困難

處理方法:

a、吊裝困難時,需結合當地天氣及污水站周圍土質和起吊距離選用合適的吊車;

b、不具備吊裝條件時,將膜片拆出,曝氣箱和膜組件拆分后由人力往池內吊放。

3、膜組件地腳固定不牢或沒有固定,導致使用時組件移位或損壞連接管道,后期加固難度增加

規范要求:

組件曝氣箱嚴格定位,同時采用不銹鋼膨脹螺絲固定,防止組件長時間動蕩、移位,甚至拉斷上方抽吸管。

4、各膜組件空氣放空管道沒有接到水池上部用總管連接規范要求:

將每個膜組件的氣管放空管單獨接至水池上部,并在液面上適當位置設置閥門,再用總管將伸上來的管道統一連接。

5、膜組件安裝完成后必要的檢查措施

規范要求:

在膜組件安裝后進水調試前需要檢查組件連接管、硅膠管是否安裝合格,有無泄漏隱患。組件出水管安裝電接點真空壓力表部位比較容易出現漏氣現象,需要重點檢查生料帶是否纏繞仔細。

6、膜池內施工垃圾較多,對膜組件正常運行留有隱患

規范要求:

安裝前反應池內的施工應已完成,并請檢查清掃工作。大塊的垃圾(混凝土塊、切削屑粒、零碎材料)等不得殘留在槽內,請務必將其除去。在清水調試前再次檢查池體,如有必要必須再次清掃。

7、浮球安裝隨意,造成浮球到處移動,液位控制不準,同時造成浮球控制失靈。

規范要求:

就位準確、固定牢固,確保浮球在合理的范圍上下浮動。

8、加藥管路安裝不正確

安裝方式:

必須有喇叭口,藥劑由喇叭口自流 進入膜組件,喇叭口到膜池液位距離不能大于 1 米,若是 封口(沒有喇叭口)安裝加藥管路,加藥時的壓力可能會 將膜組件損壞,使出水渾濁或產生大量氣泡。

9、管道設備沒有質量標準和美感

規范要求:

設備安裝整齊統一,必須留有檢修空間。管道安裝必須整齊有序,減少不必要的交叉。

10、自吸泵無法出水

處理方法:

a.檢查膜池液位是否過低,出水困難。

b.檢查自吸泵進出水管路是否安裝正確,自吸泵葉輪轉向是否正確。

c.檢查自吸泵進水段與膜池水面以上的管路、閥門等有無漏氣隱患。

11、運行過程中,若風機短暫關閉后,再次開啟時,風機無法啟動

規范要求:

若風機短暫關閉,再次開啟時,需要先打開放空閥,再啟動風機,防止風機因管路內殘余空氣造成風機啟動憋壓。

12、膜池曝氣不均勻

處理辦法

建議放空閥每天打開一次,每次 2-3 分鐘,放空閥打開時,自吸泵務必停止,否則放空時,曝氣不能有效的沖刷膜片,會導致膜片堵塞,影響膜的壽命。

13、負壓表讀數異常

處理辦法:

1、達到洗膜周期,按規范洗膜;

2、檢查出水流量是否超出設計流量;

3、檢查負壓表是否損壞或者接線是否正確;

4、檢查自吸管支管閥門(位于負壓表前端)是否全開;

5、檢查自吸泵前端管路是否漏氣。

14、出水渾濁

處理辦法:

a .檢查水下自吸管路是否泄漏;

b .檢查組件頂部硅膠管內壁是否殘留污泥,判斷對應膜片破損與否;

c .逐一拔出膜片檢查膜表面破損情況。

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