平板膜MBR

久保田MBR技术日本久保田株式会社天津机电进出口有限公司（加拿大ZENON）西门子（澳大利亚MEMCOR）日本三菱、旭化成中国膜天膜等平板膜日本久保田日本东丽中国斯纳普等1.中国市场现状MBR工艺常规工艺2.MBR工艺简介¾出水水质好，一般优于一级A，可直接回用。¾污泥浓度高，是普通活性污泥法的几倍，耐冲击负荷能力强。¾设备紧凑，占地面积小。¾工艺参数易于控制，能实现SRT和HRT的完全分离。¾污泥产量少，降低了污泥处置的费用。¾可采用PLC控制，实现全程自动化。3.MBR工艺优点¾现有污水处理厂的升级改造。¾高浓度、有毒、难降解工业废水的处理，如制药废水、化工废水等。¾有污水回用需求的地区或场所，如电厂的循环冷却水等。¾无排水管网系统地区的污水处理，如旅游风景区、度假区等。¾小型污水处理厂（站）的应用，如小区废水、宾馆废水等。¾垃圾填埋场渗滤液的处理及回用。4.MBR工艺主要应用领域1.发展历程¾1980年发明¾1991年在日本建立第一座商业化污水处理厂¾1997年建设英国PORLOCK污水处理厂，已运行10年¾2006年建成阿曼AlAnsab76,000吨/天MBR污水处理厂¾截止到2007年3月，KUBOTA在全世界已拥有2500多家市政污水用户和工业污水用户久保田MBR2.平板膜的结构¾平板膜由滤板，膜垫，薄膜层，取水口组成。¾滤板由外框架和内支撑组成。滤板主要是对附着在表面的膜垫和薄膜层起支撑作用。¾膜垫是薄膜过滤层的物理支撑。¾薄膜层的材料为聚氯乙烯。¾取水口是最终处理后水的出口。3.膜组件大型污水处理厂中，一般为双层布置，可以节省空气用量30％，降低能耗。¾液中膜平均孔径0.4um（属于微滤膜，MF）¾单片膜的有效过滤面积1000mm×500mm（EK型）：0.8m21600mm×500mm（EW型）：1.25m2¾膜通量0.4~0.8m3/d/m2（每有效平米，每天）进水污染物负荷较高时，设计取的膜通量较小。市政污水一般取0.5~0.6。4.平板膜主要技术指标5.平板膜的过滤机理物理截留生物膜过滤1.气泡2.生物膜3.生物污泥4.交叉流5.物理膜片6.出水6.典型工艺流程回流预处理出水预曝气池膜池缺氧池出水抽吸泵回流泵鼓风机鼓风机7.清洗方式原水粗格栅进水泵细格栅沉砂池曝气池二沉池缺氧池混凝池沉淀池过滤池消毒池回用水二级出水回流污泥原水粗格栅进水泵细格栅沉砂池曝气池MBR池缺氧池回流污泥回用水消毒池传统工艺MBR工艺8.久保田MBR的优势（与传统工艺比较）与传统工艺比较出水水质优良，可广泛回用于冲厕、道路清扫、城市绿化、车辆冲洗、建筑工地和景观环境用水等。一般仅限于冲厕、道路清扫和城市绿化。出水用途设备较少，流程简单，易于实现全自动控制，运行稳定可靠，操作人员仅需经过简单培训，无需专业人员看管设备较多，管线复杂，发生故障的可能性较大，一般需专业人员维护（3班倒/天，需4人）运行管理无需投加化学药剂，无化学污泥产生需投加大量的化学药剂，产生的化学污泥容易引起二次污染化学污泥剩余活性污泥产量小，大大减少了后续污泥处置费用剩余污泥产量大，污泥处理费用高剩余活性污泥无需反冲洗，产水率高沙滤罐或活性炭滤罐需要频繁的反冲洗，工艺自身耗水较多，产水率低产水率小大占地面积全面优于国家现行一级A标准符合国家现行一级A标准出水水质不受设置场所限制，可做成地面式、半地下式和地埋式受设置场所限制场地要求易实现模块化设计，适于分期建设，设备材料分期分批入场，节约投资不易实现模块化设计，最好按最大设计能力一次性建成建设要求预处理MBR池消毒中水池预处理生化反应池沉淀池混凝池沉淀池过滤消毒中水池工艺组成MBR传统中水处理工艺项目名称与中空膜相比：项目久宝田平板膜中空纤维膜物理膜孔径微滤（MF）微滤（MF），超滤（SF）用途MBROnlyMBR，给水过滤，二沉池水过滤过滤机理主要靠生物膜，其次物理膜主要靠物理膜处理中污泥浓度15000-20000mg/L8000-10000mg/L生物反应池容积小大膜设备的体积大小过膜压差小，抽吸能耗小，可依靠重力流大，抽吸能耗大，不能依靠重力流耐久性10年以上，单张膜可修复5-8年，不可修复定期冲洗4－6个月4－6个月定期冲洗方式无需提出。在池内冲洗需要提出，在池外冲洗日常清洗不需要需要日常清洗用水不需要有些需要纳米膜过滤水自动化水平要求低高污泥产量低，无需浓缩池高，仍需要浓缩池进口细格栅3mm，通量大，设备少，BOD去除率低1mm，通量小，设备多，BOD去除率高能源消耗最低，清洗空气量最小较高，清洗空气量高膜组件成本国外厂家中最低较高出水水质优于一级A优于一级A1.久保田MBR运行参数¾MBR的鼓风机一般按照每片膜（1600mm×500mm）7L/min设计，运行时，鼓风机的风量一般不调节。鼓风机为24小时连续运行。¾抽吸泵的大小根据膜组件数量设计，运行时，为了减缓污染，采取开9分钟，停1分钟的逻辑。该逻辑一般由计算机自动控制完成。¾循环污泥泵的流量一般选择进水量的2～3倍，连续运行。¾剩余污泥泵根据池中MLSS计的读数定时运行。池中MLSS的浓度一般控制在15000～20000mg/L左右。¾抽吸泵入口管道中，安装了压力计，通过压力计的读数可以了解膜污染的程度。初时运行时，压力损失很小，经过4～6个月的运行之后，压力损失逐渐增加，一般压力损失达到2米水柱时，就要对膜进行化学清洗。久保田MBR运行久保田的平板膜主要采用次氯酸钠和草酸冲洗，每年冲洗一至两次，平时无需冲洗。按处理能力1万吨/日计算，每年的药剂消耗约1500－3000元人民币。该项成本核算至每吨污水的处理费中，只有0.0004－0.0008元，计算时可以忽略。清洗费2.久保田MBR运行费用设备维护费的主要部分是久保田的平板膜。久保田平板膜的寿命可以达到10年以上，目前在英国Porlock厂的平板膜就已经使用了9年未大规模更换。因此，在考虑膜的维护成本时，可以按照普通设备的维护成本计算。设备维护费久保田公司从上世纪90年代起，一致致力于降低MBR工艺中的电力消耗。为此，久保田公司先后发明了双层安装的平板膜，高度为1.6米的平板膜。目前，久保田MBR的单吨污水电耗已经下降至0.7kwh以下。在所有的MBR工艺中，久保田MBR的电耗是最低的。电费目前采用A/O工艺和氧化沟工艺的单吨污水电耗约为0.2－0.25kwh，如果增加BAF或MBBR工艺，单吨污水电耗约为0.5－0.55kwh。如果以每kwh电费0.6元计算，使用久保田MBR后，成本约需要增加0.3元/吨，而使用其它工艺时，成本约需要增加0.2元/吨。与其它工艺电费的比较在以上计算中没有考虑污泥处理的费用。久保田的MBR工艺中的污泥浓度高，泥龄长，污泥减量十分明显，污泥量约为普通工艺的一半左右。目前，每吨污水的污泥处理费约为0.2元人民币以上（干化、焚烧和填埋），如果污泥量减半，至少可以使每吨污水的污泥处理费降低0.1元。污泥处理成本综上所述，久保田MBR的运行成本在与其它工艺进行比较时，并无劣势。但无论采用何种工艺，当污水处理厂进行了一级A出水改造后，相应的污水收费应该提高至少0.2－0.3元人民币。运行费用小结久保田MBR业绩概况¾久保田公司的平板膜远销欧洲、非洲、中东、北美洲、拉丁美洲和亚洲等国家。其膜产品拥有客户群体有中国、美国、德国、英国、法国、加拿大、韩国、意大利、澳大利亚、爱尔兰、巴西、奥地利、荷兰、比利时、土耳其、西班牙、瑞典、南非、芬兰、沙特阿拉伯、以色列、苏丹、卡塔尔、墨西哥、迪拜、阿曼、阿布扎比、智利、马来西亚、泰国等30余个国家。¾久保田公司平板膜处理污水的应用领域包括市政污水、工业污水、酿造废水、乳制品废水、医药加工废水、食品加工废水、化妆品制造废水、海产品加工废水、洗衣废水、屠宰废水、造纸废水、洗车废水、糖加工废水、水果深加工废水、纺织行业废水、化工废水、印染废水等近20个领域。¾截止到2007年3月，KUBOTA在全世界已拥有2500多家市政污水用户和工业污水用户久保田MBR典型工程实例阿曼污水处理厂处理水量76000吨/日业主OmanWaterServiceCompany设计人Metcalf&Eddy和Aquator建设人ACWA运行时间2006年11月进水格栅3mm膜组件型号EK400膜片数122400片出水水质•BOD10mg/L•TSS10mg/L•NH3-N1mg/L•NO3-N8mg/L•大肠杆菌2.2c/100mL•寄生虫类1/L•浊度2NTU英国Porlock污水处理厂处理水量1900吨/日开始运行时间1997年2月进水格栅3mm膜组件型号E150膜片数3600片总的膜有效面积2880m2运行时MLSS12000～18000mg/L最高MLSS33000mg/L膜清洗5年中共清洗了8次清洗剂次氯酸钠0.5%未使用酸清洗膜损坏情况8片（由于膜池中偶然进入了尖利的碎物）出水水质BOD5小于5mg/LSS0.3NTU大肠杆菌小于0.001106/100mlPorlock污水处理厂工艺流程苏格兰Daldowie污泥水处理处理水量12800吨/日开始运行时间2001年12月进水格栅3mm膜组件型号J200膜片数25600片总的膜有效面积20480m2曝气池数量4个每个曝气池池容2000m3出水水质BOD5小于10mg/LNH3－N小于0.4mg/LSS0.3NTU大肠杆菌小于0.001106/100mlGlasgrow污泥处理厂共安装有6台污泥干燥机和12台污泥脱水机。污泥处理厂的废水中，氨氮，BOD和COD的含量较高。采用MBR处理技术可以一次性的将污水处理后达到排放标准。污泥废水主要包括脱水机的滤出液和干化的冷凝水。废水中的平均NH3－N为280mg/L，BOD为1500mg/L，COD为2600mg/L。处理工艺：污泥废水首先进入斜管沉淀池沉淀，然后进入缺氧池，再进入曝气池，再进入膜池。膜池的污泥回流液返回至缺氧池。膜池的出水直接排放。工艺流程天津纪庄子污水处理厂MBR中试试验目的天津原有的污水处理厂均为上世纪90年代设计和建设，当时设计的出水指标为二级，在国家“十一五”规划中，这些污水处理厂的出水标准均要求达到一级B和一级A。为了寻找提高水质的有效方法，以及验证久保田MBR工艺的出水水质、出水能力和运行成本，天津纪庄子污水处理厂研发中心与久保田合作，于2006年5月在纪庄子污水处理厂建设了一座日处理能力为160吨的中试装置。试验组件参数膜组件型号EW200膜片数量200片膜的总有效面积256m2每片膜尺寸1600×500膜表面积1600×500×2＝1.6m2膜有效面积1.6*0.8=1.28m2膜类型MF微滤膜膜平均孔径0.4um天津机电中试项目进出水NH3-N比较进出水NH3-20.0040.0060.00110192837465564738291100109运行天数NH3值mg/L进水出水出水NH3放大图02468191725334149576573818997105113运行天数NH3值mg/L出水NH3试验结果进出水SS比较出水SS放大图00.20.40.60.811.2191725334149576573818997105113出水SS进出水SS050010001500200025003000191725334149576573818997105113运行天数SS值mg/L进水出水进出水COD比较进出水COD01000200030004000191725334149576573818997105113运行天数COD值mg/L进水出水出水COD放大图01020304050191725334149576573818997105113运行天数COD值mg/L出水COD进出水BOD比较进出水BOD比较表05001