旭化成MBR设计指导第4版(中文)

1/36MicrozaTMMUNC-620AⅡ膜分离活性污泥法系统设计指导・设计范例（第4版）旭化成化学株式会社膜・水处理事业部NO.：殿2/36－目录－前言3１．膜组件、元件标准规格4２．膜组件、元件标准图纸6３．膜组件的标准运行条件8４．膜分离活性污泥法处理装置的设计步骤9５．池、主要设备设计指南10６．设计范例11１）原水前处理11２）曝气池11３）膜组件・元件12４）曝气17５）设备选型19６）控制22７）运行注意事项24７．标准时序表32８．标准设备清单343/36前言MBR（膜分离活性污泥法）将膜组件「MICROZAⓇMUNC-620A」浸泡在活性污泥中，通过膜过滤进行固液分离，可得到不含SS的高品质产水。另外MBR具有通过提高曝气池内MLSS，在相同池容积下可以处理更多BOD成分的优点。但为了使膜的固液分离稳定进行，长期得到良好水质的产水，合理的系统设计和合适的生物处理非常重要。本设计方针・设计范例对适合废水处理的生物处理和稳定的膜过滤条件以及设计，通过使用实例和设计描述进行解说。说明的范围为下图中废水处理流程图中粗框内容。其他设备请参考现有资料。另外设计方针・设计范例记载的规格和建议技术参数会因膜组件・元件改良等而变。如果不符合建议范围，请和本公司负责人咨询。本设计指南・设计范例范围１．膜组件・元件规格膜组件规格和操作请参照【操作说明书】。原水槽主要设备过滤、反洗泵鼓风机污泥循环泵EFM泵加药泵桁车PH调整槽格栅流量调整槽曝气槽膜过滤槽产水槽浸泡清洗槽污泥储留槽脱水机污泥絮凝槽4/36【膜组件】项目规格过滤膜膜材质有效膜面积（㎡）(1)MUNC-620AⅡ(2)MUNC-640AⅡ(3)MUNC-600AⅡ聚偏氟乙烯(1)２５m2(2)１７．５m2(3)１２．５m2公称孔径（μm）0.1使用条件膜内外差最高压力（kPa）使用上限温度（℃）pH范围300401～10使用部件端盖、裙座粘着剂侧芯棒保护封套ＡＢＳ树脂特殊聚氨酯树脂SUS304ＥＰＤＭ附属部件端盖护罩（１Ｓ～６Ｓ）垫圈（６Ｓ）ＡＢＳ树脂ＥＰＤＭ膜组件尺寸（mm）（从膜组件裙座下部到端盖护罩顶端的长度和端盖直径）(1)MUNC-620AⅡ(2)MUNC-640AⅡ(3)MUNC-600AⅡ(1)2,264L×φ170(2)1,653L×φ170(3)1,231L×φ170膜组件重量（kg）(1)MUNC-620A(2)MUNC-640A(3)MUNC-600A(1)14kg(4)11kg(5)9kg5/36【元件】项目框架尺寸（例：MUNC-620AⅡ４支膜组件）纵・横(m)高度(m)框架重量(kg)安装膜组件状态的重量（kg）膜组件数量（支）全膜面积(m2)0.52×0.463.0941504100元件重量为框架和4根湿润状态膜组件的合计重量。元件标准为4根、8根、12根、24根膜组件。6/36２．膜组件・元件标准图纸图MUNC-620AⅡ膜组件图纸7/36图MUNC-620AⅡ膜组件元件图纸（以4根膜组件为例）8/36３．膜组件的标准运行条件项目运行条件平均通量0.3～0.5(m/d)（因废水而异，尽可能通过事前试验确认。）过滤／反洗时间9分钟／1分钟（反洗流量与过滤流量相同）或者9.5分钟／0.5分钟（反洗流量为过滤流量的2倍）曝气量膜曝气量Q1：7(Nm3/hr/膜组件)池曝气量Q2：能够保持溶解氧为1～2(mg/L)的风量，补充膜曝气所提供氧气不足的部分。ｐＨ建议曝气池ｐH＝5～7。如果ｐＨ超过７，请与本公司联系。温度曝气池温度需维持在生物处理所需15～40(℃)范围内。膜组件使用上限温度为40(℃)。抽吸压力以30(kPa)以下为基准进行运行。MLSS（活性污泥浓度）5000～12000(mg/L)标准条件是膜组件浸没池MLSS为10000(mg/L)BOD-SS负荷0.05～0.1(kg-BOD/kg-MLSS/日)标准条件为0.07(kg-BOD/kg-MLSS/日)※因原水条件而异。在线清洗（EFM：EnhancedFluxMaintenance）EFM是将膜组件直接放在活性污泥中进行药洗。频度为每周一次或者过滤压力超过设定值时及早清洗。EFM实施标准为过滤压力设定值相对于初始值超过＋20kPa时。清洗条件：将1000mg/L次氯酸钠水溶液50(L)从每个膜组件产水端90分钟注入。另外当膜被无机物污染时，药液中需加酸清洗。清洗条件：将1%草酸或者柠檬酸水溶液50(L)从每个膜组件产水端5分钟注入。浸泡清洗（CIP：CleaningInPlace）在线清洗压力不能充分恢复时，需进行CIP.频度基准：大约1年1次清洗方法：在3000mg/L次氯酸钠水溶液＋1％氢氧化钠中浸泡8小时以上。发生无机物污染时根据需要在1%草酸或者柠檬酸水溶液中浸泡2小时以上。9/36４．膜分离活性污泥法处理装置的设计步骤按照以下3个阶段的步骤进行设计。（步骤１）原水调查为进行稳定适当的废水处理，需明确废水状态，即把握每个工序何时，从何处，何种排水，排放多少等极为重要。废水的分析方法，根据废水设计流量调整池、ｐH调整池等方法请参考现有资料。设计膜分离活性污泥装置时，原水以及产水方面需要以下信息。项目定义对设计的反映每天最大废水量一年中最大的日废水量。对于曝气池容积、水泵、鼓风机、膜组件根数等规格确定必不可少。日平均废水量一年平均的日废水量作为确定膜组件数量等的参考。平均BOD在流量调整池内被均匀的BOD用于确定曝气池容积、鼓风机等规格。SS在流量调整池内被均匀的ＳＳ为剩余污泥发生量等的基准。如超过500mg/l，需在前处理阶段降低含量。T-N、T-P在流量调整池内被平均的T-N、T-P确认是否需要硝化脱氮工序。判断是否需要向曝气池内添加营养剂。n-Hex正己烷提取的溶解性油分确定前处理的必要性。温度曝气池运行温度用于推定过滤安全性、鼓风机等设备选型。各目标产水水质项目处理后的目标水质处理工艺（判断好氧处理、硝化脱氮、第2硝化脱氮工艺等的必要性。）（１）确认原水中是否含有妨碍生物处理的成分等。参照（６．１）（２）季节、工序中的产品切换、非常规废水等混入如果引起废水成分、浓度和水温变化，也会导致生物处理状态变化。在使用现有处理设备情况下，要确认非定常作业，特别是考虑季节变动，把握废水量最多或者浓度最高的条件，进行设计。（步骤2）事前试验建议在设计前通过试验确认生物分解性。届时请和本公司负责人咨询。另外特别是设备规模比较大以及通过小试发现原水呈现难分解性时，建议事先进行中试，确认适当的Flux。（步骤3）设计参考本设计指南进行设计。10/36５．水池・主要设备的设计指南项目标准设计条件曝气池容量为必要曝气池容量以上必要曝气池容量(m3)＝平均BOD(mg/L)×日最大废水量(m3/日)标准BOD-SS负荷(kg-BOD/kg-MLSS/日)×标准MLSS(mg/L)标准BOD-SS负荷：0.07(kg-BOD/kg-MLSS/日)标准MLSS：10000(mg/L)过滤泵确保日最大废水量×1.25倍过滤水量的自吸泵另外还要考虑一个廊道停止运行，通过其他廊道补偿过滤量时的廊道数/（廊道数-1）倍容量。抽吸压力为50(kPa)以上。所需台数根据水量和廊道而定。反洗泵能够确保日最大废水量×1.25倍反洗水量的离心泵另外还要考虑一个廊道停止运行，通过其他廊道补偿过滤量时的廊道数/（廊道数-1）倍容量。出口压力为150(kPa)以上。所需台数根据水量和廊道而定。污泥循环泵污泥循环泵容量为过滤量的2倍以上。根据设备廊道数量确定台数。出口压力为30(kPa)以上。产水池至少确保一次EFM使用水量的容积。鼓风机提供膜曝气（Q1）、池曝气（Q2）所需空气量1.1倍空气量的鼓风机。具有与曝气池深度相符的出口压力。需要2台以上，根据规模确定台数。EFM泵具有将一次处理膜组件支数×50(L)的1000(mg/L)次氯酸钠水溶液90分钟注入能力的离心泵。。加药泵将12%次氯酸钠水溶液混入EFM泵提供的水中，调和为反洗浓度1000(mg/L)的计量水泵。加药箱具有EFM时用12%次氯酸钠水溶液一次性处理膜组件支数×1.25(L)容量的水箱。11/36６．设计范例以下为代表性设计条件的设计范例。由于只是范例，所以不局限于此，另外也不提供保证。【设计条件】以下为好氧处理的范例。需要进行硝化脱氮时请另行协商。・日最大废水量：160(m3/日)・原水平均BOD：1000(mg/L)产水目标BOD：5(mg/L)・n-Hex提取物质：50(mg/L)以下・温度为20℃以上最高为30℃【设计范例】１）原水的前处理１－１）夹杂物的去除为了去除缠绕在中空纤维中上损伤膜丝的固体物，需设置孔径为1mm以下的转鼓格栅。１－２）溶解性油份为了使n-Hexane（正己烷）提取物质达到以下基准，需设置气浮装置等。动植物油：50(mg/L)以下、矿物油：3(mg/L)以下、油分/BOD：0.2以下１－３）影响过滤的物质大量的SS成分、对微生物有毒的药品、重金属离子、附着在膜表面的的界面活性剂等会对生物处理、膜性能产生不利影响，所以尽可能在进入曝气池、膜过滤池之前在前处理阶段去除。１－４）ｐＨ进入活性污泥池之前，设置ｐＨ调整池，调整ｐＨ＝5～9。调节PH、水温以防钙等无机物析出。２）曝气池２－１）必要曝气池容量必要曝气池容量（m3）＝平均BOD(mg/L)×日最大废水量(m3/日)标准BOD-SS负荷(kg-BOD/kg-MLSS/日)×标准MLSS(mg/L)=1000×160/(0.07×10000)=228.5(m3)BOD-SS负荷为0.05～0.1（kg-BOD/kg-MLSS/日）、标准为0.07（kg-BOD/kg-MLSS/日）。标准MLSS为10000(mg/L)。２－２）水池划分曝气池划分为2个以上，最后一段为装入元件的膜过滤池。这样划分可实现稳定运行。曝气池要稍微留有余量，整体是240(m3)，各池为120(m3)。２－３）曝气池以及膜过滤池尺寸水深为4(m)。曝气池（包含膜过滤池）的深度还要加上80(cm)，为4.8(m)。纵横尺寸比要考虑活性污泥的12/36循环混合，理想范围为1/3~3/1，此范例确定为4000(mm)L×7500(mm)D×4800(mm)H。注）在此确定的膜过滤池尺寸还要确保后述膜组件・元件能够放入。３）膜组件・元件３－１）平均Flux（过滤流速）设定本设计范例的平均Flux＝0.4(m3/m2/日)。３－２）膜组件支数的确定MUNC-620A膜面积为25(m2/膜组件)，处理水量=0.4(m/日)×25(m2/膜组件)＝10(m3/日/膜组件)。160(m3/日)／10(m3/日/膜组件)＝16(膜组件)。３－３）元件数量的确定廊道（水泵、水箱、框架的组合）为1，4支膜组件的元件为4个。全部阀门开过滤中在线关开开开清洗中即使1个元件正在进行90分钟EFM（在线清洗）清洗，不停止过滤，也可通过剩余3个元件继续处理废水。CIP（浸泡清洗）时，只将1个元件拆卸下来浸泡清洗，不停止过滤，也可通过剩余3个元件继续处理废水。此时如果希望维持所定废水量，运行中膜组件的过滤水量要调整为平时的4/3倍。３－４）元件配置尽量在远离曝气池到膜过滤池流入位置设置膜元件。元件和池壁的距离：各边为300(mm)以上元件间的距离：各边为300(mm)以上在膜过滤池加设盖子时，需要设置开口部放入膜组件。开口部各边尺寸：元件各边外尺寸＋100(mm)以上元件的收货场所，元件的配置场所、浸泡清洗池（后述）之间的元件移动设计为使用同一桁车，13/36请注意。收货场所40007500浸泡清洗池800L×800D×3000H650250桁车轨道30030030025014/36３－５）元件的设置框架元件按照以下步骤安装。下图为各部位名称和安装后的示意图。1)事前确认①确认水池土木施工后的尺寸。框架（工场制作）框架导轨（现场施工）框架（工场制作）框架底座（现场施工）吊用钢丝绳类断面上部平面（6Rack/槽时