MBR设计手册

OperationManualVer.04/01Page1MOTIMOFPMEMBRANEMODULE一、膜生物反应器简介膜生物反应器（MBR）是把膜技术与污水处理中的生化反应结合起来的一门新兴技术，也称作膜分离活性污泥法。昀早出现在20世纪70年代，目前在世界范围内得到广泛应用。膜生物反应器（MBR）用膜对生化反应池内的含泥污水进行过滤，实现泥水分离。一方面，膜截留了反应池中的微生物，使池中的活性污泥浓度大大增加，达到很高的水平，使降解污水的生化反应进行得更迅速更彻底，另一方面，由于膜的高过滤精度，保证了出水清澈透明，得到高质量的产水。不管被处理的污水类型如何，也不管采用何种商业化的MBR工艺，对于所有的好氧MBR工艺而言，都能获得非常高质量的出水水质。所有MBR的共同特点是：有机物与营养物质的高速度和高效率去除、固体物质完全去除、优良的消毒特性以及占地面积小。膜生物反应器（MBR）由膜的使用状况不同分为内置式和外置式两种。内置式是将膜直接浸渍于生化反应池中，直接从膜元件中抽出净水，而外置式则是用泵将生物反应池的水通过膜组件进行错流过滤循环，得到洁净的透过水。内置式膜反应器由于操作压力低，使用的膜面积较大，而外置式膜生物反应器由于是在泵的压力下大流量循环错流过滤，膜的通量较大，使用的膜面积较小，但动力消耗较大。目前,世界上投入运营的膜生物反应器大约有55%是内置式的。我公司生产的FP系列帘式膜组件是专门适用于内置式膜生物反应器的膜组件。而MOF系列膜组件则是外置式膜生物反应器的首选组件。本手册是专门讲述FP系列膜组件的使用说明。筑龙网二、中空纤维帘式膜组件专用于MBR的FP系列膜组件由于外形象门帘而被称为帘式膜，是由中空纤维微滤膜、集水管、树脂槽及封端树脂浇铸而成的膜分离单元。2.1产品分类、型号2.2技术要求2.2.1中空纤维帘式膜组件性能见表1。中空纤维帘式膜组件膜面积代号、Ⅰ膜面积12.5m2Ⅱ膜面积20m2Ⅲ膜面积30m2型号代号：A工程用T实验用帘式膜代号FP筑龙网表1型号外型尺寸a×b×c（mm）纤维内⁄外径（mm）膜面积m2⁄片产水量m3⁄d片出水浊度NTU出水悬浮物mg⁄LFP－AⅠ530×450×10100.6⁄1.012.53＜1＜1FP－AⅡ530×450×10100.6⁄1.0204.8＜1＜1FP－AⅢ530×450×15100.6⁄1.0307.2＜1＜1使用条件：使用温度5℃～45℃，pH2～10，建议气水比20︰1～30︰1注1：产水量为工作中稳定状态下的通量（按0.02MPa负压下，10～12L⁄m2·h计算）2：集水管为DN32ABS管2.2.2中空纤维帘式膜外观应清洁，无断膜，浇铸面与浇铸槽口基本相平。2.2.3中空纤维帘式膜组件在0.02MPa压力下整体试压无渗漏。2.3包装2.3.1内包装每片帘式膜用塑料袋封装。2.3.2外包装外包装选用纸板箱，并符合GB/T13384－1992的规定。2.3.3包装箱外部应印有或贴有:（1）产品商标标识（2）产品名称、规格、数量（3）制造厂名称、厂址、联系方式及“小心轻放”“怕雨”标志。2.4运输运输过程中应避免碰撞、雨淋、烈日暴晒、冰冻和机械损伤。2.5贮存2.5.1产品应放置在通风干燥、有遮掩物、防潮清洁和无腐蚀性气体的场所贮存。筑龙网产品存放环境温度范围：5℃～40℃，勿与易燃易爆物质混存，远离火源。三、设计指南3.1原水条件：FP系列中空纤维膜组件为浸渍式膜组件，用于膜生物反应器（MBR）。在膜生物反应器中，原水中的有机物污染物的去除与传统活性污泥法一样，都是通过微生物分解，中空纤维膜主要起到分离生化后水和污泥的作用。代替常规的二沉池，节约大量的土建费用和占地面积。在处理工业污水时，应首先考虑原水中是否存在对膜组件有损害的有机物质，以及这些物质的可降解性。当污水中溶有微生物很难分解的高分子物质时，应事先咨询。通常事先需要进行充分的小型运转实验进行确认。3.1.1中空纤维膜使用环境对油脂的要求当水中含有油脂时，随过滤的进行，油脂成份会广泛覆盖膜表面，从而有可能堵塞微细孔，因此原水昀好不要含有过多的油脂，在N-HEX值（正已烷提取物）超过50mg/L的情况下要进行气浮除油，降到50mg/L以下。在含有矿物质油的情况下，有可能对膜产生更恶劣的影响，因此在有矿物质油存在时，N-HEX值应降到3mg/L以下后方可使用膜分离活性污泥法。3.1.2中空纤维膜使用环境对消泡剂的要求在MBR运转初期，污泥起泡时，有时需加入消泡剂。此时请使用高级乙醇系列消泡剂。硅胶系列消泡剂不能使用。这是因为硅胶系列消泡剂被吸附到膜表面时，会加快膜间压差的上升，而且硅胶引起的压差上升，属不可逆的膜污染，无法恢复，所以严格杜绝使用硅胶系列消泡剂。3.1.3其它MBR在运行中，膜间阻力（压差）的上升主要是由于溶解在原水中的未处理有机物被吸附到膜表面引起的，有时会妨碍稳定运转。在处理前级使用絮凝剂时，末凝聚的凝聚剂(如PAM★)有时同样会妨碍稳定运转，应注意不要让未凝聚的絮凝剂流入膜生物反应池中。对于一般工业排水中的物质，通常事先需要进行充分的小型运转实验进行确认，研究膜分离活性污泥法是否合适。需要确认的事项主要如下所示：筑龙网处理原水时，膜的压差上升是否急剧；用药液清洗后是否能恢复原来的通量；压差恢复后，能否再次进行稳定运转。★PAM：聚丙烯酰胺絮凝剂3.2活性污泥条件3.2.1污泥浓度MLSS建议适用范围5000-8000mg/L（min：3000mg/L、max：10000mg/L）。（1）根据膜分离活性污泥法，使用膜来进行固液分离，与通常的沉淀法不同MLSS能够保持高浓度，通常MLSS浓度在5000-8000mg/L的范围内运转。（2）当污泥浓度超过上限时膜的压差会急剧上升。（3）当确认接种污泥的MLSS浓度低于3000mg/L时，在正常运转之前，可用以下的操作来提高浓度：膜的通量设定，要比正常运行低一些[4L/(m2.h)]；持续空曝养泥一些日子，时间视现场情况而定；驯养污泥时要定期排出上清液3.2.2生物处理（1）温度污泥进行生物处理顺利与否是膜稳定运转的必要条件，用一般活性污泥法进行生物处理时，为达到良好的处理效果，生物曝气池内的水温昀好保持在15-35℃以内；（2）活性污泥的状态★活性污泥的状态恶劣或者MLSS的值偏离昀佳值时（驯化污泥时等），未处理的有机物等在过滤时附着到膜表面，并加快膜的压差上升，妨碍稳定运转。此时，请把膜过滤通量设定得比通常低[4L/(m2.h)]以下，或停机驯养污泥或者排泥，整顿生化状态。（3）恢复运行整顿生化状态后再启动膜过滤出水时，请事先确认活性污泥的生物处理是否恢复到了良好稳定运行状态。同时应按照标准过滤通量[10～12L/(m2.h)]的设定筑龙网值再次运转。★测定污水实验方法所示的活性污泥沉淀率时，活性污泥的上层澄清液处于浑浊状态，此时，活性污泥不好，处于恶劣状态。测定活性污泥沉淀率通常为SV30，使用膜分离活性污泥法时，由于MLSS浓度较高，一般添加4倍量的处理水来稀释。3.3膜生物反应池内的配置3.3.1旋回流在膜分离活性污泥法中，利用生物处理所必需的供给微生物氧的曝气形成旋回流，同时进行膜清洗。在此过程中由曝气管中供给的空气均刀吹向纤维膜，使膜丝产生摆动，利用曝气形成的活性污泥流进行膜清洗，如下图所示（1）膜下部产生的曝气，在膜组件内部发生上向流。使用上向流和空气气泡来清洗膜；（2）在膜部形成上向流很关键，因此必须确保与上向流相均衡的下向流区域。这样形成均刀的上向流和下向流，并在膜生物反应池内形成大的旋回流，这是稳定运转所必需的条件。3.3.2平面布局（1）膜组件单元的平面布局尽可能位于曝气槽内的中央，并确保前后左右有足够的空间。空间为膜组件外形尺寸的30%以上。在膜生物反应池内设置膜组件时平面布局建议如下图：筑龙网注：图中＞0.3X和＞0.3Y处不满300mm时，以300mm为标准（2）帘式膜组件要按膜丝垂直方向安装，上、下集水管的间距，要比膜组件自然垂直的尺寸短一些（约短15～30mm），为了保证膜丝具有较好的松弛状态；（3）膜单元中，建议每片膜组件之间距离不少于100mm；（4）采用多个单元时，每个膜单元之间都必须保证上述空间。3.3.3断面布局以通常运转时昀低水位为准，设计本组件的断面布局，以确保上下空间。对于膜组件的上下部，确保以下空间：（1）膜组件的上面至水面（昀低水位）的距离，昀低500mm。（2）曝气管与组件下部之间的距离200-300mm之间，昀低不能小于180mm。（3）曝气管与曝气池（箱）底面之间的距离150-250mm之间，昀低不能小于150mm。断面布局建议如下图所示。膜组件膜组件膜组件膜组件曝气槽＞0.3YY＞0.3XX＞0.3X＞0.3XX＞0.3X＞0.3Y＞0.3YY筑龙网一般说来此种布局目的是为了确保形成均刀的旋回流空间。布置时请确保膜组件的上部和下部有足够的空间，使膜区内部的上向流和膜区外部的下向流处形成均刀的旋回流。3.4产水方法3.4.1产水量设定（1）过滤通量标准值中“m2”表示膜组件的有效过滤面积；（2）正常运行时，建议采用定流量过滤方式；（3）随着运转的继续，膜的压差会上升，对压差变动的监视是运转管理的关键。请保持跨膜压差＜50kpa；（4）这里给出的过滤通量为时平均值。实际上，运行时由于要进行间歇出水，瞬间的膜过滤通量会比此值大。3.4.2产水泵的设定（1）产水时出水管路中的吸引压力（负压）很低，一般在5～30kpa左右，因此出水泵通常设定为自吸泵。（2）在产水泵的出水侧设置流量传感器，通过变频控制流量，使出水泵的流量请设定为定流量过滤；过滤通量的标准值：[10～12L/(m2.h)]筑龙网一定，进行定流量过滤。（3）出水泵选定为自吸泵时，容易确保吸引压力。另外，运转停止后，再次进行运转时，能够容易排出管中的空气3.4.3间歇出水的设定用膜生物反应法处理污水时，建议按以下间隔进行间歇出水。出水时间：8分钟以内空曝时间：2分钟以上。（1）在膜过滤时，膜表面会堆积污泥的凝聚体和微粒子，在长时间连续出水时，即使有曝气形成的空气气泡和上向流冲洗擦洗膜表面，膜表面仍会有污泥堆积。采用间歇出水能大大改善这一情况。当停止抽水时，膜两侧的压差减小以至消失，附着在膜表面的污染物更容易在气泡和上向流的扰动下脱落，达到清洗的目的。（2）一般的出水时间设定为6－8分钟，停止出水时间为2分钟。当停止出水时间在2分钟以下时，不能有效解除膜组件内的负压，清洗效果差，会加快压差上升。3.4.4装置设计上的注意事项设计时在系统中安装异常时的停止出水功能，另外在出水管上安装止动阀。建议如下图所示：鼓风机停止后，紧急停止吸水泵（要注意鼓风机皮带脱落）（