科氏-MBR-手册

KMSPURON®浸没式膜生物反应器浸没式膜生物反应器浸没式膜生物反应器浸没式膜生物反应器技术手册技术手册技术手册技术手册美美美美国国国国科科科科氏氏氏氏滤滤滤滤膜膜膜膜系系系系统统统统公公公公司司司司KOCHMEMBRANESYSTEMSINC.AKochChemicalTechnologyGroup,LLCCompany1目目目目录录录录一一一一、、、、KOCH公司简公司简公司简公司简介介介介…………………………………...………………………..….……………......2二二二二、、、、PURON®MBR膜件膜件膜件膜件介绍介绍介绍介绍…………………………………...………………….…………….......2三、、、、PURONMBR系统的技术特点系统的技术特点系统的技术特点系统的技术特点……………………………………………………………...…..4四四四四、PURON®MBR膜件膜件膜件膜件的应用的应用的应用的应用………………………………………………………………………5五五五五、、、、PURONMBR系统的组成系统的组成系统的组成系统的组成………………………………………………………………….....…6六六六六、、、、PURONMBR系统系统系统系统设计导则设计导则设计导则设计导则……………………………………………………………….....…6七七七七、、、、PURONMBR系统的系统的系统的系统的主要设备设计主要设备设计主要设备设计主要设备设计……………………………………………………….....…10八八八八、、、、PURONMBR系统的运行控制模式系统的运行控制模式系统的运行控制模式系统的运行控制模式……………………………………………………….....…12九九九九、、、、运行运行运行运行与维护与维护与维护与维护..……………………………………………………………………………………....15十十十十、、、、附录附录附录附录…………………………………………………………………………………….…...18附录1有关术语…………………………………………………………………..…....….18附录2清洗药剂…………………………………………………………………..……….18附录3安全须知…………………………………………………………………..……….19AKochChemicalTechnologyGroup,LLCCompany2一一一一、、、、KOCH公司简介公司简介公司简介公司简介美国科氏滤膜系统公司（KochMembraneSystems，Inc.以下简称KMS）是全球最大的错流滤膜生产商之一，有着40多年的滤膜研发、制造和应用经验，公司产品以其创新性、领先性而闻名全球。KMS能够提供反渗透(RO)、纳滤(NF)、超滤(UF)、微滤(MF)、膜生物反应器（MBR）等全部过滤精度的错流膜过滤产品；膜件结构涵盖中空纤维式、卷式、管式等全部结构形式；产品应用领域涉及电力、电子、化工、冶金、市政、海水淡化等行业的给水处理、废水处理以及医药/生化、电泳涂装、乳制品、食品、饮料等各个行业，在全球范围内有着广泛的使用业绩。二二二二、、、、PURON®MBR膜件介绍膜件介绍膜件介绍膜件介绍MembraneBio-Reactor（MBR）膜生物反应器，是一种将二级处理（生化处理）和三级处理（过滤处理）结合在一起的处理工艺，它可以有效截留各类悬浮固体颗粒、胶体、微生物、细菌以及病毒等杂质，使污泥和产水分开。PURON®MBR技术采用的是浸没式外压中空纤维膜丝，过滤方向由外而内，活性污泥停留在中空纤维膜丝的外侧，产水是通过真空抽吸从膜丝的内侧抽出。膜丝的公称孔径为0.03微米，采用不对称的膜孔结构减少了过滤阻力，确保了高通量。图1、PURON®中空纤维膜丝PURON®中空纤维膜丝为PVDF材质，内部有加强筋，因此膜丝强度很高，可以有效防止运行中膜丝破损。PURON®膜件由多个集结成束的膜束组成，其设计的独到之处是膜丝仅在底端固定，上端封死，可以自由摆动，如图1所示。每一个膜束中间有一个曝气头，可以进行膜丝中间曝气，从而减少底部淤泥的堆积。由下往上的空气擦洗也可以减少膜丝表面的污染物沉积，产水产水产水产水中间进气中间进气中间进气中间进气气泡气泡气泡气泡膜丝膜丝膜丝膜丝AKochChemicalTechnologyGroup,LLCCompany3敞开的膜丝的上端确保不被头发等纤维物质缠绕。这种独特的单头封装、中间曝气结构显著降低了膜件的污堵、淤积等问题。带中间曝气的膜束是构成PURON®膜件的基本单元，多个这样的膜束构成一个膜排，多个膜排构成一个膜组件。膜组件上还有护栏防止膜丝在清洗或运行中发生倾倒。有关膜件的特性及技术参数参见表1，表2及图2。图2、膜束、膜排和膜件表1、PURON®膜件特性参数特性参数特性参数特性参数特性参数性能指标性能指标性能指标性能指标技术类型超滤（UF）公称膜孔径0．03µm膜材料结构加筋膜丝膜丝内径／外径1.2mm／2.6mm过滤方向外进内出外形尺寸（长／宽／高）（mm）906／893／25431662／893／25822244／1755／2530有效膜面积*325m2650m21800m2膜排数81644产水母管外径DN50DN80Ø200曝气管接口尺寸DN50DN80Ø110膜件总重（干）320kg590kg1400kg空气管产水管纤维护栏挡板AKochChemicalTechnologyGroup,LLCCompany4表2、标准运行参数特性参数特性参数特性参数特性参数指标指标指标指标pH适用范围2.0~10.5使用温度5~40°C运行跨膜压差0.6bar反洗跨膜压差0.6bar每一个膜排的底部出水连接至两侧的产水支管，最后汇集至顶部的产水母管。膜排、产水母管以及空气管都固定在框架上。另外，为引导污泥的流动方向和曝气的高效，框架上还装有挡板，如图2所示。三三三三、、、、PURON®MBR系统的技术系统的技术系统的技术系统的技术特点特点特点特点1)PURON®的膜丝具有极高的机械强度，这是由于在膜丝结构中有加强筋，加强筋和膜材料熔合在一起。这就使得纤维丝在运行、反洗、空气擦洗以及化学清洗过程中不会产生断丝。2)超强的抗污堵能力。在每一个膜束的底部膜丝中间有一个特殊设计的空气擦洗装置，这种中间进气结构非常有效地增强了其抗污堵能力，使得淤泥不易沉积在底部，毛发等杂质不易缠绕在膜丝上。3)真正的一端固定海藻式结构设计。PURON®膜丝下端固定在膜架上，上端可以自由摆动，减少了两端固定的膜丝拉伸应力。图3、其他两端固定膜件污堵和淤积示意图AKochChemicalTechnologyGroup,LLCCompany54)专利的单头封装及中间曝气使得膜件的曝气效率极高，可以在不同的膜组之间进行切换曝气，总体能耗较低。5)较低的前处理要求，从而使得前处理精密隔栅的成本大大降低。6)简单的模块化设计，简单的系统运行和维护。7)出色的产水品质。参数参数参数参数MBR传统工艺传统工艺传统工艺传统工艺产水浊度NTU1-产水CODmg/l30*40~50沉淀后P总mg/l0.5*0.8~1.0*注：产水品质与进水的污染物含量有关，此处所示为标准生活污水处理后的指标。四四四四、、、、PURON®MBR膜件的应用膜件的应用膜件的应用膜件的应用PURON®MBR主要用于处理高COD、高BOD5含量的各类污水，可适用于：
处理各类生活污水及工业废水
更高的出水水质要求，用作RO前处理
中水回用
现有MBR系统的升级换代五五五五、、、、PURON®MBR系统组成系统组成系统组成系统组成MBR是一种将活性污泥生物处理过程和膜分离过程结合起来的处理工艺。MBR有两种组合方式，分体式和一体式。分体式是将生物处理单元和膜分离单元分开放置的，而一体式则是将膜分离元件放置在生物处理单元内。一般小型系统倾向于采用一体式MBR，而大型系统则更倾向于将膜分离单元独立于生物反应池，相当于取代了传统工艺中的二沉池。一个完整的MBR系统由生化处理单元和膜分离单元组成，主要包括三个阶段：机械前处理、生化处理阶段和膜分离阶段。对于生化处理部分，KMS仅提供建议。生化处理单元通常包括无氧/厌氧和氧化处理。下图是典型的MBR处理工艺的流程。RCRLDNNUFAKochChemicalTechnologyGroup,LLCCompany6MBR工艺与传统工艺相比的优点：•大大减小了占地面积，从而减少了土建费用；•更好的杂质去除率，没有结块翻池现象；•更好的出水质量；•改善了生化处理过程，增加了容积负荷，延长了SRT，大大减少了污泥排量，从而减少了污泥处理的费用；•有利于氨氮的去除；•运行更加稳定。原水经过粗隔栅去除了大的杂质后，进入生化反应阶段。通常生化池由无氧区和氧化区组成，污水在此经过足够的停留和反应，生成的含活性污泥的污水进入膜分离池，通过泵的抽吸生产出产水，悬浮固体则被膜截留在膜分离池内，浓缩的污泥通过回流回至生化系统。PURON®膜分离单元主要由以下几个部分组成：1)PURON®膜组件―――主体部分2)产水系统，可为变频螺杆泵或双向变频转子泵；当采用双向泵时，此泵可兼作反洗水泵；3)反洗系统，有反洗泵和反洗水箱；4)加药系统，用于反洗加药；5)曝气系统，用于膜组件的曝气擦洗；6)有关管道阀门及排气系统。图4PURON®MBR膜分离流程示意图值得注意的是，生化处理的效果是影响膜分离效果及出水质量的关键。生化处理必须和膜分离过程相配套。生物处理过程越好，膜分离的过程越稳定，还可以适当减少化学清洗、延长膜的使用寿命。以下是膜过滤过程中必须注意的事项：AKochChemicalTechnologyGroup,LLCCompany71）生化池的设计应保证污水在池中的停留时间足够长，第一次进入池中的污水在进入膜分离前在生化池中的停留时间至少不能低于40分钟。平均水力停留时间一般不能低于4小时。另外，应确保通过整体的设计，平均水力停留时间的偏差不应超过15％。提醒注意的是，这个原则适用的是普通生活污水。当有部分或全部为工业废水时，应另行考虑。2）所有的膜组件应能平均接触原水，这样就保证了每个膜组件具有相同的操作条件、相同的污泥浓度以及相同的污泥负荷；3）由于膜丝仅在底端固定，因此液体要顺应膜组件的方向在任何时候都应该是向上运行的，确保污泥在膜件底部的分配均匀；4）反洗系统应能实现每隔600秒（或更长，因具体工程而异）自动反洗一次，反洗的时间为20－30秒，最大不超过40秒。反洗的间隔和反洗时间是可调的。六六六六、、、、PURON®MBR系统系统系统系统设计导则设计导则设计导则设计导则：：：：1．全部废水需经过格栅过滤处理（1～2mm）；2．全部废水都需经过生化处理；3．应有可靠措施去除油脂，需10mg/l；4．生化池一般由反硝化池（DN）和硝化池（N）组成，一般情况下，反硝化池大小为总的生化反应池的25～40％；5．膜池应分开放置，既可以避免废水短路，且易于作化学清洗；对于较小的系统，可将膜放置在生物池中，设计中要注意避免短路，同时要适当增大生物反应池的大小；6．在平均水量下，反硝化池部分的HRT为30～45min；7．硝化池的HRT一般应大于4h，当工业废水含量增加时，要适当提高HRT；8．一般情况下，生化池中的MLSS为8~10g/l；膜池的MLSS为10~12g/l；9．生化池中的溶解氧（DO）的浓度维持在1~2mg/l，膜池中的溶解氧的浓度维持在5~6mg/l；10.污泥停留时间SRT必须在10至30天之间。带N&DN的热带地区的系统可以为10天，亚热带地区的为16至22天。11．考虑适当的污泥回流量，一般市政污水回流3~4倍；12．膜池的曝气强度：PSH325/PSH650膜件——0.30-0.63Nm3/hr.m2膜面积PSH1800膜件——0.27-0.55Nm3/hr.m2膜面积13．对于常规市政污水的设计通量（净通量）可参考如下：平均水量