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三菱化學(xué)MBR膜組件應(yīng)用設(shè)計指南
2021-12-03 16:40:05 來源：恒大興業(yè)
三菱化學(xué)MBR膜組件應(yīng)用設(shè)計指南
一、進(jìn)水條件
MBR膜組件主要用于以MBR膜技術(shù)為核心的城市污水、生活污水和類似的有機(jī)廢水處理。當(dāng)用于處理工業(yè)廢水時，要注意調(diào)查分析進(jìn)水來源狀況，特別注意是否含有對膜產(chǎn)生危害的物質(zhì)。當(dāng)工業(yè)廢水中含有微生物難以降解的高分子物質(zhì)時，應(yīng)考慮減小進(jìn)水負(fù)荷，或采用其他預(yù)處理措施。以下為部分重要的原水進(jìn)水條件。
1、 重金屬
針對重金屬含量超標(biāo)的工業(yè)廢水，采用適宜的前處理方法處理后，可直接使用本產(chǎn)品。
2、 油分
一般情況下，油脂成分容易堵塞膜孔，因此原水*好不要含有過多油脂成分。當(dāng)原水的 n-Hex 值（正己烷提取物質(zhì)）超過 50mg/L 時，需要采用除油預(yù)處理措施。對進(jìn)水中油分要求如下：
（1）總植物油 50mg/L 以下。
（2）礦物油 3mg/L 以下。
3、消泡劑
膜清洗過程一般采用NaClO作為清洗劑，清洗后，由于NaClO的作用，膜池內(nèi)污泥可能起泡，此時可能需加入消泡劑進(jìn)行消泡。建議使用高級乙醇系列消泡劑，勿使用硅膠系列消泡劑，以免被吸附到膜表面，引起不可逆的膜污染。
4、pH
與傳統(tǒng)活性污泥法相似，MBR 工藝*佳的運(yùn)行酸堿條件pH6～9，超出此范圍易造成活性污泥的死亡。
5、 溫度
進(jìn)水溫度要求與普通活性污泥法相似。溫度低于10度時，需考慮溫度降低對膜通量的影響。
二、預(yù)處理
為了確保膜的安全穩(wěn)定運(yùn)行，建議進(jìn)水采用1.0mm以下網(wǎng)狀格柵進(jìn)行預(yù)處理，以減少纖維狀物質(zhì)進(jìn)入膜池，避免膜絲受到損害。
1）處理市政和生活污水時，請一定要用細(xì)孔格柵對原水進(jìn)行預(yù)處理。
2）處理工業(yè)廢水時，當(dāng)含有固體物質(zhì)和纖維狀物質(zhì)時，一定要設(shè)置細(xì)孔格柵對原水進(jìn)行預(yù)處理。同時，需要根據(jù)原水的性狀，對原水進(jìn)行中和或絮凝沉淀等預(yù)處理。
注意事項(xiàng)：
MBR系統(tǒng)需執(zhí)行嚴(yán)格的預(yù)處理要求，不采用1.0mm及以下超細(xì)格柵，會加速膜元件污染并增加離線清洗頻率，嚴(yán)重時會明顯降低膜元件壽命。對于大型污水處理廠，建議超細(xì)格柵后，增加曝氣沉砂池，減少進(jìn)入膜池中的大粒徑顆粒、毛發(fā)、纖維等物質(zhì)，這點(diǎn)對MBR系統(tǒng)長期穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。
三、活性污泥
1、MLSS濃度
建議膜池內(nèi)混合液MLSS濃度維持5000～12000mg/L。
與通常的沉淀法不同，MBR技術(shù)是用膜來進(jìn)行固液分離，MLSS能夠保持高濃度。建議根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)情況，控制MLSS濃度在5000～12000mg/L的范圍內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)。上限為15000mg/L，超過時，跨膜壓差有時會急劇上升。由于原水的性狀不同，當(dāng)MLSS濃度超過12000mg/L時，跨膜壓差有時也會上升。MLSS濃度的下限為5000mg/L，低于該值時，跨膜壓差有時會急劇上升。
2、混合液濾紙過濾性
混合液濾紙過濾性是指：50mL的膜池污泥混合液在>15℃時經(jīng)中速定量濾紙（Φ8cm）過濾5min后得到的濾液體積。混合液濾紙過濾性應(yīng)大于15mL。
3、污泥泥齡（SRT）
控制污泥泥齡時，需要綜合考慮進(jìn)出水水質(zhì)情況、活性污泥性狀和除磷要求等多方面因素，建議維持在15～30天之間。
四、主要配套設(shè)備- 膜抽吸泵的選用
- 1）通常使用離心泵，小型水廠采用自吸式泵。
- 2）在過濾泵的排出側(cè)設(shè)置恒定流量控制閥，大型工程建議采用變頻控制流量，采用過濾泵進(jìn)行定流量過濾。
- 3）間歇抽吸的設(shè)定：為保證膜組件穩(wěn)定運(yùn)行，務(wù)必按照以下間隔進(jìn)行間歇抽吸運(yùn)轉(zhuǎn)：抽吸時間7min以內(nèi)停止時間1min以上。若不設(shè)停止時間連續(xù)抽吸，膜表面會堆積污泥的凝聚體和微粒子，并加快跨膜壓差的上升。一般抽吸時間設(shè)定為7min，停止時間為1min。停止時間定為1min以下時，在停止時間內(nèi)，由于不能充分解除膜組件內(nèi)部的負(fù)壓，降低清洗效果，加快跨膜壓差上升。
- 2、鼓風(fēng)機(jī)
- 1）應(yīng)考慮采用可靠，風(fēng)量滿足設(shè)計要求的鼓風(fēng)機(jī)，并安裝備用設(shè)備，可選用常規(guī)的羅茨鼓風(fēng)機(jī)或離心鼓風(fēng)機(jī)。
- 2）有關(guān)鼓風(fēng)機(jī)及空氣管路的設(shè)計參照國家有關(guān)規(guī)范。
- 3）鼓風(fēng)機(jī)停止時，必須停止膜過濾，否則跨膜壓差會快速上升，這是因?yàn)樵跓o曝氣下過濾，容易引起污泥附集在膜表面而導(dǎo)致膜污染。對于自動停止過濾功能的系統(tǒng)，尤其在鼓風(fēng)機(jī)的皮帶脫落時，需要采取對策。
膜出水流量必須按設(shè)計流量進(jìn)行控制；
任何情況下，要曝氣停止，必須先停止抽吸出水；
但曝氣量不足時，必須降低膜出水量。
五、曝氣方式及風(fēng)量
1）曝氣方式：高低強(qiáng)度交互曝氣。
2）控制原理：采用高低曝氣強(qiáng)度相結(jié)合的方式，低曝氣強(qiáng)度是一個維持量，使膜組器的膜絲輕微抖動，有效地清除了膜絲表面松散的泥餅層；高強(qiáng)度曝氣以膜絲的碰撞摩擦機(jī)理為主導(dǎo)，有效地清除了膜表面上粘性較大的凝膠層。確定了*佳高低曝氣強(qiáng)度比，并根據(jù)壓力上升速度的大小，自動計算高強(qiáng)度曝氣歷時長短與高低曝氣交互周期。高曝氣強(qiáng)度大、曝氣的歷時短，低曝氣強(qiáng)度小、曝氣歷時長，二者綜合，平均曝氣強(qiáng)度小于恒流量曝氣強(qiáng)度，不但降低了運(yùn)行能耗，而且有效控制了膜污染。
3）控制方式：組器間循環(huán)高低脈沖，或廊道間循環(huán)高低脈沖。
4）控制參數(shù)：低曝氣強(qiáng)度55～100Nm3/(m2h)；高曝氣強(qiáng)度180～220Nm3/(m2h)，即不宜超出正常曝氣強(qiáng)度過多，高/低曝氣時間比例3～15%。
5）選擇變頻風(fēng)機(jī)，方便調(diào)整控制參數(shù)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。
2、膜曝氣風(fēng)量的設(shè)計
MBR膜組器所需的風(fēng)量依據(jù)膜組器的截面積和曝氣強(qiáng)度進(jìn)行計算：
膜組器曝氣的所需風(fēng)量（Q）=曝氣強(qiáng)度（K）*膜組器的（投影）截面積（As）。
1）曝氣強(qiáng)度K
為平均曝氣強(qiáng)度；對于普通生活污水和市政污水，推薦曝氣輕度K選60～110Nm3/(m2h)；曝氣強(qiáng)度與設(shè)計運(yùn)行狀態(tài)下的MLSS有直接關(guān)系。MLSS越高，曝氣強(qiáng)度越大，*高可以選用150Nm3/ (m2 h)。如果出現(xiàn)污泥形狀惡化、水溫較低等情況，有時甚至需要200Nm3/ (m2 h) 的曝氣強(qiáng)度。
2）膜組件的（投影）截面積（As）
膜組件的（投影）截面積（As）是以膜組件（內(nèi)壁范圍內(nèi)）平均垂直投影面積，以m2為單位。As=a（m）×b（m）
說明：
1）工程設(shè)計時，需計算出該空氣量和生物處理所必需的空氣量，并進(jìn)行比較，以數(shù)值較大的空氣量值為基礎(chǔ)設(shè)計。但是實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)時，需要確認(rèn)活性污泥的DO值和水力循環(huán)流的狀況，適當(dāng)調(diào)整空氣量。
2）處理工業(yè)廢水時，由于生物處理所需的空氣量較大，此時應(yīng)按擦洗所需的空氣量設(shè)計曝氣強(qiáng)度，剩余的空氣量應(yīng)盡可能在不妨礙水力循環(huán)流的場所曝氣。尤其是原水BOD5較高的情況下，有時需要在膜池以外另設(shè)曝氣池。
六、化學(xué)清洗系統(tǒng)為了確保膜組件長期的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，在運(yùn)行過程中需要進(jìn)行在線和離線化學(xué)清洗。
三菱化學(xué)MBR膜系統(tǒng)的維護(hù)主要分為維護(hù)清洗、恢復(fù)清洗、浸沒清洗。本操作默認(rèn)12％次氯酸鈉溶液，比重1.19。
1）維護(hù)清洗
維護(hù)清洗為了定期清除膜表面的堵塞物，控制粘結(jié)層增厚及膜間壓差的上升，以達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行。1 次／1 周為標(biāo)準(zhǔn)，采用有效氯濃度 500ppm 的 NaClO，通液30分鐘。在清洗時，停止曝氣。
2）恢復(fù)清洗
恢復(fù)清洗是在跨膜壓差超過15KPa時進(jìn)行，其目的為清除膜片的堵塞物，使膜間壓差恢復(fù)到初期值的狀態(tài)。每3個月1次為標(biāo)準(zhǔn)，清洗前停止曝氣，然后采用有效氯濃度 3,000ppm的 NaClO溶液,通液30 分鐘。通液完畢后，在該狀態(tài)下維持 30～90 分鐘。啟動稀釋水泵，把系統(tǒng)內(nèi)的藥液排出并重新 開始曝氣。曝氣重啟經(jīng)過經(jīng)過 0～15分鐘之后，重新抽吸運(yùn)行。
3）如果進(jìn)行 NaClO藥液的恢復(fù)清洗之后，膜間壓差還是較高時，可以考慮是由無機(jī)物堵塞引起的，所以要進(jìn)行酸（1%草酸、1%檸檬酸）的在線清洗。
浸沒清洗
當(dāng)恢復(fù)清洗不能使膜間壓差恢復(fù)時，或者因機(jī)器設(shè)備的故障膜間附著污泥時，把膜組件整體浸沒在藥品清洗池內(nèi)，清除堵塞物，其目的為使膜間壓差恢復(fù)到初期值的狀態(tài)。
浸泡前水洗膜組件。
將膜組件整體或膜片浸入到含有效氯濃度 3,000mg/L的 NaClO 或酸（1～2%草酸或檸檬酸） 的藥液進(jìn)行浸沒。 浸沒時間 NaClO為 6 小時～24 小時； 酸為 2 小時左右。浸泡后再次水洗膜組件。
注意事項(xiàng)：
1.在離線清洗時，需避免在有風(fēng)天氣內(nèi)進(jìn)行，清洗時避免太陽曬；
2. 卸膜片沖洗時需謹(jǐn)慎操作，嚴(yán)禁大力強(qiáng)行拉拽，否則會引起膜絲斷裂；
3. 沖洗時應(yīng)控制水槍壓力不高于0.08Mpa，并保持水槍噴頭與膜片間大于1米距離，沖洗水流與膜片的角度小于30 度；
4. 每隔20min 進(jìn)行淋水處理。當(dāng)外界條件惡劣時，為了防止膜絲變干，需縮短淋水的間隔時間。清洗完成后需馬上浸入水中；
5. 冬季時應(yīng)考慮系統(tǒng)防凍，請絕對不要讓膜組件凍結(jié)。
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