20Th生活污水MBR技术方案

第1页共12页480T/d(20m3/h)生活污水处理膜生物反应器(MBR)方案书MBR膜产品方案书第2页共12页方案仅供设计院及OEM工程公司参考。1设计基础资料1.1设计进水水质设计进水水源为生活污水，甲方未给出具体进水水质指标，按常规生活污水水质设计，指标如下表。设计进水水质序号监测项目单位指标1CODmg/L≤450.002BOD5mg/L≤200.003NH3-Nmg/L≤30.004TNmg/L≤45.005TPmg/L≤4.006SSmg/L≤200.007动植物油mg/L≤80.008矿物油mg/L≤5.00需方未提供水温资料，本方案暂按最低水温为15℃设计。1.2产水水质和水量MBR出水水质达到《GB18918-2002城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准。主要指标如下：参数标准值MBR出水期望值COD(mg/L)5030BOD(mg/L)105SS(mg/L)101浊度(NTU)——0.2NH3-N(mg/L)51TP(mg/L)0.50.5MBR系统出水常规控制指标优于：GB/T18920-2002城市污水再生利用城市杂用水水质GB/T18921-2002城市污水再生利用景观环境用水水质GB/T19923-2005城市污水再生利用工业用水水质GB20922-2007城市污水再生利用农田灌溉用水水质GB/T25499-2010城市污水再生利用绿地灌溉水质第3页共12页MBR出水通常不需要其它深度处理设施（如混凝澄清、介质过滤、活性碳吸附等），就已经具有非常广阔的回用前景。MBR出水SDI15≤4，达到反渗透（RO）进水标准，可以很容易地使用反渗透将出水处理成高品质的脱盐水，用于工业锅炉给水和工业循环水。MBR系统净产水水量：480m3/d（20m3/h）。1.3化学药品规格下列化学药品用于MBR的维护性清洗和恢复性清洗：药品名称：盐酸烧碱次氯酸钠有效成分：HClNaOHNaClO包装：桶装/散装桶装/散装桶装/散装商品浓度：31%30%8%－12%投加剂量：0.1%-0.2%0.05-0.1%200-5000ppm用途恢复性清洗恢复性清洗维护性清洗&恢复性清洗使用频率数月一次数月一次一周一次&数月一次2MBR系统简介2.1概述膜生物反应器（MBR，MembraneBioreactor）是一种将膜分离技术和污水生化处理相结合的新技术，也称为膜分离活性污泥法。传统的活性污泥法污水处理技术利用沉淀法进行泥水分离，其分离效率低且不彻底，对活性污泥的性状依赖性大，一旦发生污泥膨胀，活性污泥将无法沉淀分离，造成生化处理效果恶化。MBR技术采用微滤膜或超滤膜直接过滤生化反应泥水混合液，由于膜的过滤精度非常高，几乎能将水中的悬浮物100％截留，不论膜前水中悬浮物含量有多高，总能得到悬浮物含量接近于零的高质量的过滤水。另一方面，由于其高效分离作用，污水生化反应器中的污泥浓度不再受沉淀池分离效率的限制，可以人为控制达到很高的浓度，使生化反应进行得更彻底，从而提高有机污染物降解效率，提高生化反应器出水质量。因此，膜生物反应器（MBR）工艺通过膜分离技术大大加强了生物反应器的功能。与传统的生物处理方法相比，具有生化效率高、出水优质稳定、抗负荷冲击能力强、占地面积小、排泥量小、易实现自动控制等优点，是目前最有前途的废水处理新技术之一。传统活性污泥法污水二级处理工艺流程：第4页共12页MBR典型工艺流程：MBR与传统活性污泥法污水处理技术相比，具有以下的优点：高效地进行固液分离，其分离效果远好于传统的沉淀池，出水水质优异，出水悬浮物和浊度接近于零，可直接回用，实现污水的资源化。膜的高效截留作用，使微生物完全截留在生物反应器内，实现反应器水力停留时间(HRT)和污泥龄(SRT)的完全分离，生化处理过程更容易控制，效果变得更加稳定。反应器在高容积负荷、低污泥负荷、长泥龄下运行，剩余污泥产量大大降低。由于泥龄可以非常长，从而大大提高难降解有机物的降解效率，可以一次性将COD/BOD降到一个极限的低值。污水中的绝大部分细菌和病毒不能透过膜，膜过滤的消毒效果非常好。硝化细菌也不能透过膜，因此膜过滤有利于世代时间长的硝化细菌的截留和繁殖，系统氨氮去除率高，通过运行方式的改变亦可有脱氮和除磷功能。由于MBR省去了二沉池，并取代了全部三级处理和混凝沉淀过滤等深度处理的工艺设施，因此可大幅减少占地面积，节省土建和设备投资。系统实现全自动控制，操作管理方便。厌/缺氧池污水好氧池二沉池出水硝化液回流污泥回流污泥排放曝气(出水需三级处理＋深度处理才可回用)(出水可直接回用，省去所有三级处理及深度处理设施)厌/缺氧池污水出水污泥/硝化液回流污泥排放曝气MBR膜反洗好氧池第5页共12页MBR与传统三级处理出水水质比较参数传统三级处理出水典型MBR出水SS(mg/L)10～150（重量法检出限以下）浊度(NTU)5～100.2COD(mg/L)40～6030BOD(mg/L)10～155TP(mg/L)0.8～1.00.5正是由于其特出的优点，MBR技术在全球得到迅速推广应用。无论是分散的小型居民生活区、风景区及厂矿等生活污水的处理，还是大型城市污水处理厂或者各种工业废水的深度处理与回用，MBR技术都已经有了大量的成功应用案例。2.2MBR的应用领域：MBR可用于任何可生化处理的污水，甚至MBR的应用范围已扩展到高浓度有机废水厌氧生物处理领域。目前MBR的主要应用领域包括：各类生活污水和工业废水一级达标排放处理用作反渗透（RO）前处理各类污废水的中水回用3膜技术3.1概述MBR膜以其优异的性能、简便可靠的运行方式已经在中国用户中形成良好的口碑，与来自北美、欧洲、日本、中国国内等MBR产品的市场竞争中，以其优异的性价比占有绝对的优势。膜技术源自欧洲，但建造在中国的工厂为中国的广大用户提供了极其便利的备件支持，使广大用户无需膜元件的备用库存，便可通过快捷的服务通道，随时得到所需的备件，不但节省了备件国外采购和日常维护的大量费用，而且节省了国外采购的所需时间，为生产提供了有力保障。3.2膜材料与制膜工艺除了少数用于特殊分离行业的膜采用陶瓷或其它无机材料，水处理用膜基本都是有机高分子材料。可以用来制造MBR膜的有机高分子材料有很多，包括：聚偏氟乙烯（PVDF）、聚砜（PS）、聚醚砜（PES）、聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚四氟乙烯（PTFE）、聚氯乙烯（PVC）等，而PVDF是公认的目前所有制膜材料中性能最优异，也是应用最成功的一种。第6页共12页PVDF属于有机氟材料的一种，它具有氟材料的共同特点：极强的化学稳定性。化学稳定性强意味着耐腐蚀性强和使用寿命长，因此，PVDF制成的滤膜可以应用在广阔范围的水质中，并且具有很长的使用寿命。然而，同样是PVDF材料，不同的工艺所制出的滤膜其性能也有很大区别，主要表现在膜机械强度、膜表面抗污染性能、膜孔隙率及孔径分布等方面。传统的PVDF制膜工艺称为NIPS（湿成相法），NIPS法制成的膜虽然化学稳定性同样优异，并且过滤精度较高（一般为0.03μm），但机械强度较低，比较适合在应用环境较稳定的净水领域，在持续曝气的污水中应用容易断丝，影响使用寿命。最新的PVDF制膜工艺为TIPS（热致相法），TIPS膜过滤精度略低（一般为0.1μm），但机械强度很高，适合于持续曝气的污水处理，即MBR应用。MBR膜为采用最新的TIPS制膜工艺的PVDF微滤膜，特别适合在持续曝气和高悬浮物含量的污水中应用，与其它同类产品相比，具有高强度、高韧性、抗污染性好、孔隙率高、孔径分布窄等特点。在很高的过滤精度下，仍然能够保持很高的水通量。3.3MBR膜特性参数MBR膜为浸没式中空纤维微滤膜，过滤方式为外压式（水流方向为由膜丝外部流向膜丝内部），系统采用抽吸泵将产水从膜丝内侧抽出。MBR膜的特点参数如下表。MBR膜特性参数序号项目参数1膜材料PVDF2集水管材料ABS3粘结材料环氧树脂/聚氨酯4膜形式中空纤维5膜表面特性亲水性6膜丝尺寸（内径/外径，mm）1.0/2.07膜公称孔径（μm）0.18纯水通量（L/m2.h.Bar）25℃≥20009膜丝最大耐压能力（Kpa）30010连续进水最大余氯浓度（ppm）20011短时清洗最大耐氯浓度（ppm）500012连续进水耐受pH范围2～1113短时清洗耐受pH范围1～1214耐温(℃)45第7页共12页3.4Benerion®MBR膜组件规格MBR膜组件规格MBR膜组件外形尺寸见下图，其中尺寸L见MBR膜组件规格。组件型号BSM1012BSM1520BSM2025膜面积m2122025外形尺寸mm1010(L)×6201615(L)×6202028(L)×620设计产水量(25℃)t/d2.9～7.24.8～126～15MBR膜外形尺寸第8页共12页3.5标准使用条件MBR膜标准使用条件过程项目参数和描述过滤进水温度5～40℃（最佳温度范围为15～35℃，保证生物活性）进水pH值2～10（标准为6～9，保证生物活性）产水通量10～25L/m2.h操作压力0～40KPa（最高不超过60KPa，通常为负压）过滤周期过程8min，停止2min或过滤12min，停止3min曝气量每片膜4～8Nm3/h（标准为5Nm3/h）MLSS3000～15000mg/L（通常为5000～8000mg/L）污泥负荷0.05～0.15KgBOD/KgMLSS.d（标准为0.07～0.1）水反洗频率通常不需要反洗，也可设计为隔1～6个过滤周期反洗一次，根据水质或试验定时间每次0.5～2min（标准为1min）通量30～80L/m2.h（标准为50L/m2.h）反洗压力1Bar（标准为0.5Bar）维护性清洗清洗频率压差比初始值上升15KPa，或至少1周进行一次清洗时间持续30min连续缓慢加入药液后浸泡90min后，曝气2min清洗药剂0.1～0.3%NaClO(有效氯)(视水质及污染情况，实际操作中可适当增减)清洗流量按每m2膜药液总用量2～4L清洗温度常温恢复性清洗清洗频率当维护性清洗不能完全清除污染时或至少每年进行一次清洗时间4～12h，污染严重可适当延长，通常碱洗需要较长时间清洗药剂碱洗：0.2%NaOH＋0.3～0.5%NaClO(有效氯)（pH12）酸洗：0.2～0.4%HCl或1～2％柠檬酸或1～2%草酸(视水质及污染情况，实际操作中可适当增减)清洗液用量清洗池内完全浸没膜组件清洗液温度10～40℃（推荐清洗液温度为35℃）4技术方案4.1工艺流程工艺流程如下：污水→格栅→调节池→提升泵→A级生化池→O级生化池→提升泵→膜池→抽吸泵→产水池更详细的流程详见附后《工艺流程图》4.2膜组件的选型及膜池布置本系统选用BSM1520型MBR膜，每片膜面积20m2，设计产水量0.3m3/h（7.2m3/d）。为留有充足的安全裕量，本系统选用较低的膜通量，取平均通量为15LMH，第9页共12页瞬时运行通量为18.75LMH。本项目共需68片MBR膜组件，每34片膜组成一个膜箱，共2个膜箱。一个膜箱产水量为10m3/h（240m3/d），每个膜箱置于一格膜池内，共设2格膜池，总产水量480m3/d。4.3系统设计1）系统组成一个完整的MBR系统由生物处理单元和膜分离单元两部分组成，而膜分离单元又由以下几个部分组成：1)MBR膜组件；2)过滤水泵；3)曝气系统，用于向膜组件曝气；4)反洗系统，包括反洗泵和反洗水箱；5)加药系统，用于反洗和清洗加药；6)清洗系统，用于离线清洗。2）进水预处理污水中的大颗粒物和毛发等纤维状物质会对中空纤维MBR膜组件造成不利影响，因此在进入MBR膜池前全部的污水需经过精细格栅过滤，过滤精度为：栅条格栅1mm，编织网或冲孔板格栅2mm。3）产水设计MBR系统应采用恒流量运行。通过流量变送器控制过滤水泵变频器实现恒流量运行。在恒流量运行模式下，进水量的波动会引起膜池液位的波动，当液位过高时，停止进水或溢流至进水调节池，当液位过低时，停止