二、MBR 膜产品性能及参数
2.1 JDS系列 MBR 膜技术特性
2.1.1 超高膜强度
JDS- PVDF内衬增强中空纤维膜大大减低或避免了中空纤维膜断裂的问题。
2.1.2 超强抗氧化性
JDS- MBR 主体结构为高结晶态 PVDF,具有很强的抗氧化性能,因而可以获得较彻底的氧化剂清洗,寿命更持久。
2.1.3 高精度大通量
JDS- PVDF 中空纤维膜由外致密层和高结晶态支撑层组成。外表面致密层保证了中空纤维膜过滤精度;高结晶态支撑层在保证中空纤维膜高强度同时降低了水的跨膜阻力,提高了中空纤维膜的水通量。
2.1.4 永久亲水性
实践经验证明, JDS- MBR 膜通过特殊后处理,使膜的亲水性得到近乎永久保持,可维持产水通量长期稳定。
2.2 JDS系列膜组件特点
2.2.1 帘集成膜组件
JDS- MBR 膜组件为板框帘式结构,组件整体性好,便于运输、安装、维护检修和更换的特点。中空纤维膜为集束式便于冲洗集泥。中空纤维膜上下端的产水均有上集水管引出可使整个系统更为简洁 。
2.2.2 MBR 系统集成技术
JDS- MBR 膜过滤装置是由帘式膜元件和独特的顶部集水,底部曝气及不锈钢管路系统构成。使用时膜元件被浸没在活性污泥生物反应池中, 在膜装置上方水位重力及产水抽吸泵作用下,污水通过中空纤维膜外表面过滤进入中空纤维膜内腔,汇集到产水管中,污染物和活性污泥被中空纤维膜外表面截留在反应池内。每个膜元件底部设有曝气装置,可实现间歇或连续曝气以去除粘附在中空纤维膜表面上的污染物,也可通过产水反洗及加药反洗(CEB)以延长操作周期,维护检修时还可吊装出膜装置进行定期化学清洗。
2.3 JDS 浸没式 MBR 型号
JDS系列膜组件为外压式运行,膜材质为高结晶聚偏氟乙烯(PVDF)。
JDS 系列产品的命名包括几个组成部分:元件形式、膜组件规格和膜组件片数。示意如下:
JDS –C –10 –10
表示膜组件片数。
表示膜组件的规格:10,15,20,25
表示膜组件形式:C 表示内衬增强型,P表示普通型。
表示杰德森公司超滤膜品牌 JDS
2.4 JDS-MBR系列产品型号参数
表2-1JDS-MBR系列产品参数
膜组件型号
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JDS-10
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JDS-15
|
JDS-20
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尺寸长×高(mm)
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1000×534
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1500×534
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2000×534
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有效膜面积(m3)
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10
|
15
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20
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过滤方式
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重力或抽吸过滤
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膜材料
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高结晶聚偏氟乙烯
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过滤孔径(μm)
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0.1
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中空纤维膜内外径(mm)
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0.9/1.3
|
2.5 JDS-MBR膜组件的使用条件
表3-4 JDS-MBR膜组件的使用条件
型号
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JDS-MBR
|
工作温度
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5~40℃
|
PH值范围
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2~11(清洗时),3~8(运行时)
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极限运行跨膜压差(从外向里)
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50Kpa
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极限运行跨膜压差(从里向外)
|
50Kpa
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过滤通量
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5-18L/m2.H
|
过滤模式
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间歇性抽吸,定期反洗
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过滤周期
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运行8分钟,停止2分钟(典型值)
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空气擦洗流量
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3-5Nm3/帘/小时
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水力反洗(HB)流量
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运行流量的1-1.5倍(典型值)
|
水力反洗(HB)周期
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30-120min
|
水力反洗(HB)耗时
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0.5-2min
|
化学加强反洗(CEB)周期
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3-7day
|
化学加强反洗(CEB)耗时
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40-90min
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化学加强反洗(CEB)浓度
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次氯酸钠(300-1000ppm),
柠檬酸(2000 ppm)
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通量恢复清洗(FRC)周期
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30-180day
|
通量恢复清洗(FRC)耗时
|
120-360min
|
通量恢复清洗(FRC)浓度
|
次氯酸钠(1000-5000ppm),
柠檬酸(1%-2%)
盐酸(pH>2),
草酸(1%)
|
三、膜生物反应器(MBR)技术的介绍
3.1 膜生物反应器(MBR)技术简介
膜生物反应器(Membrane Bioreactor,简称 MBR)技术是将膜分离技术和传统污水生 物处理技术有机结合,并大大强化生物处理技术的新型污水处理和回用技术,也称为 膜分离活性污泥法。
一方面,膜生物反应器(MBR)利用膜分离组件(MBR 膜片)将生化反应池中的活 性污泥和大分子有机物等截留住,使生化反应池中的活性污泥浓度大大增加,同时难 降解的物质也得以在生化反应池中不断反应、降解,使降解污水的生化反应进行得更 迅速彻底,出水水质更好。另一方面,由于膜生物反应器(MBR)中的膜分离组件(MBR 膜片)的高过滤精度,保证了出水清澈透明,从而省掉二沉池,大大提高了系统的固 液分离能力。
3.2 膜生物反应器(MBR)技术的特点
● 污染物的去除效率高、出水水质好、可直接回用 膜生物反应器(MBR)内较大的气水循环流让污水能完全混合均匀,使活性污泥高度分散,大大提高了活性污泥的比表面积,与底物亲和能力强,是提高污染物的去除 率的一个重要原因,这也是普通活性污泥法形成的较大菌胶团所难以比拟的。另外加 上膜分离组件(MBR 膜片)的高过滤精度,使出水清澈透明,完全能满足回用水标准, 可直接回用。
● 水力停留时间(HRT)和污泥停留时间(SRT)完全分离 由于膜生物反应器(MBR)利用膜分离组件(MBR 膜片)将生化反应池中的活性污泥完全截留在生化反应池中,从而实现了水力停留时间(HRT)和污泥停留时间(SRT) 的完全分离,使系统的运行控制更加灵活稳定。
● 生物浓度高、容积负荷大、占地省
由于膜生物反应器(MBR)利用膜分离组件(MBR 膜片)将生化反应池中的活性污泥完全截留在生化反应池中,污泥浓度可达到 7000-12000mg/l 左右,生化反应池中的生 物浓度能达到常规活性污泥法的 2-3 倍,所以容积负荷大,占地省。
● 污泥龄长、剩余污泥量少 由于污泥龄长,生化反应池中的微生物多处于内源衰减期,膜生物反应器(MBR)又起到了“污泥硝化池”的作用,从而显著减少剩余污泥产量,大大节省了剩余污泥 处理费用。
● 脱氮效果好
由于膜生物反应器(MBR)利用膜分离组件(MBR 膜片)将生化反应池中的活性污泥 完全截留在生化反应池中,有利于增殖缓慢的硝化细菌的截留、生长和繁殖,大大提 高了系统的脱氮效果。
● 抗负荷冲击能力强
由于膜生物反应器(MBR)利用膜分离组件(MBR 膜片)将生化反应池中的活性污泥 完全截留在生化反应池中,在系统运行过程中活性污泥会因进入有机物浓度的变化而 变化,并达到一种动态平衡,大大提高了系统的抗负荷冲击能力,出水水质稳定。
● 系统易实现自动控制,操作管理方便
3.3 膜生物反应器(MBR)技术的主要应用领域
● 难降解工业废水:化工废水、医药废水、焦化废水、垃圾渗滤液等
● 高浓度有机废水:食品加工废水、养殖废水等
● 一般废水:生活废水、城市污水等
● 污水处理设施的升级改造等
四 JDS-MBR 系统设计
本手册仅提供 MBR 系统设计的基本要求和内容。设计单位和工程单位应根据具体水源、用水要求,结合已有工程经验、试验数据完成 JDS-MBR系统设计,如有需要,可与杰德森公司的技术支持工程师联系,以寻求帮助。
4.1 生物反应器的设计和选择
4.1.1 活性污泥好氧膜生物反应器(MBR)
传统的 MBR 是将膜过滤器浸没到活性污泥生物反应池中,通过负压将活性污泥生物反应池中的水经膜过滤后排放或回用。对于生活污水处理,活性污泥好氧生物反应器与膜过滤的结合(MBR)通常能满足需要,是较常见的 MBR 工艺。在此情况下,膜过滤可以使活性污泥生物反应器污泥浓度成倍地提高成为可能,因此该生物反应器的体积可以更小,产水水质更好。传统活性污泥法水处理工艺与 MBR 工艺比较见图 4-1 至图 4-3。
图 4-1传统活性污泥法水处理工艺示意图
图 4-3一体式膜生物反应器示意图
对于工业污水处理,膜生物反应器经常仅是污水处理系统的一部分。根据污水处理的要求和预算,生物反应器的设计是相当复杂的技术领域。在活性污泥好氧生物反应器与膜过滤工艺的前后还结合了多种污水处理手段和工艺,如厌氧生物反应器、缺氧生物反应器、硝化反硝化工艺和臭氧氧化等等。这些工艺的设计应参照相关技术说明和设计经验,不是本说明书能够涵盖的内容。
对于浸没式 MBR 可以简单地将之分为一体式和分置式。一体式 MBR 是简单地把膜元件浸没到活性污泥生物反应池中,如图 4-2 所示。而分置式则要设立单独的膜池,如图 4-3 所示。分置式 MBR 在曝气方式,溶解氧控制和膜的加药反洗方面更易得到控制而获得更广泛的应用。
图4-3分置式膜生物反应器示意图
4.1.2 膜加强的生物反应器(MEBR)
生物膜反应器(Bio-film Bioreactor,BFB)可以实现较高的生物降解效率,也可以使生物反应器中的悬浮污泥含量大大降低。将 BFB 与膜过滤相结合,可以通过膜过滤进一步提高BFB 的效率,同时由于 BFB 产水污泥含量较低,膜的用量可以成倍减少,最终实现低成本的高效污水处理工艺。我们把这种生物膜反应器与膜过滤相结合的工艺技术称为膜加强的生物反应器(Membrane Enhanced Bio-Reactor, MEBR)。这一工艺的简化示意图如图 5 所示。
相对于传统分置式 MBR,MEBR 虽然增加了生物填料的成本,但是却降低了膜的用量和构筑物体积,因此可以降低初期投资。由于生物填料通常寿命更长,又由于膜工作环境的改善而减少了膜的数量和延长了膜的更换周期,因而运行费更低。
如图 5 MEBR反应器示意图
4.1.3 膜通量选择
如上节所述,膜的通量与生物反应器的运行条件有关。除污泥浓度外,池水的 BOD、COD、泥龄和温度均会影响膜的运行通量。通常污泥浓度在 3-8g/L。较低的污泥浓度允许较高的产水通量。坎普尔公司的模拟软件可以根据这些参数推介设计膜通量。表 4-1 是假设 COD 在30-60ppm,池温在 15-30°C,其它参数在常见范围内通量与污泥浓度的关系。
4.1.4 选择适当的活性污泥浓度
实验证明,对于同样的 MBR 膜产品和运行条件,池中污泥浓度越高,膜的通量越小。在设计膜生物反应器时,设计者必须平衡污泥浓度和膜用量之间的关系,以获得最好的经济技术效益。
另外,值得注意的是,生物反应器的效率不仅仅取决于活性污泥浓度,在污泥浓度大幅度提高时,污泥中生物活性物质的比例会降低,同时生物反应液中溶解氧的浓度也会降低,这些因素反而使生物反应器效率降低。经验证明,对于活性污泥膜生物反应器,将污泥浓度控制在 3000-8000mg/L 较为实用。
4.1.5 运行压力
TMP(Trans-membrane Pressure)指的是中空纤维膜外部与内部压力的差值。TMP 源于水透过膜的阻力。CanpureMBR 膜需要的跨膜压差(TMP)通常为 5-30KPa(0.5-3 米水柱)。系统设计时,应尽量利用池水水头和虹吸压力来抵消跨膜压差。具体计算如图 4-7 所示。
图 4-7跨膜压差计算示意图
图 7 中,
h:液位变送器测量值,单位:mH₂O。
p:压力变送器测量值,单位:kPa(表压)。
H:压力变送器取压点与液位变送器零点之间的液位差,单位:mH₂O。
TMP(kPa)=H - h + p
4.2 MBR 系统设计要点及相关参数的计算
合理有效的前处理系统是 MBR 系统成败的关键。
实验证明毛发等纤维状物质会在中空纤维膜上聚集,给膜元件造成危害,必须在污水进入 MBR 系统前除去。建议使用一至两级 0.75-1mm 的转鼓格栅。
实验发现,铁盐对膜有显的污染。不建议在膜的上游使用含铁的药剂。
PAM(聚丙烯酰胺)是高分子絮凝剂,易对膜产生污染,并且不易洗脱。不建议在膜的上游使用含 PAM 的药剂。
含硅的消泡剂易对膜造成污染,并且不易洗脱。不建议在膜的上游使用含硅系消泡剂。建议使用醇类消泡剂。
无机悬浮物不能降解,不易透过膜,因此会在膜池内浓缩。过高的给水无机悬浮物的含量会使活性污泥的比例降低,还易造成膜的不易洗脱的污染,建议在预处理阶段去除。
油污对膜通量影响较大,且不易去除。当有机油含量超过 50ppm 或矿物油超过 3ppm 时应进行预处理。建议使用隔油池和/或气浮除油工艺。
污泥特性对膜稳定运行至关重要,建议控制活性污泥粘度小于 100mPa·S。
在给水 BOD 超过 500ppm 时,建议在好氧池前采用厌氧生物反应器。
在需要除总氮时,建议采用有硝化反硝化工艺的污水处理系统。
膜不能除去磷,尽量通过生化除磷。生化除磷不能达标时,可采用化学除磷。建议采用前置或后置絮凝三级处理模式,混 /絮凝剂不进入膜系统。
MBR 系统的设计必须由经过专业培训并有经验的合格工程师来完成。由于设计中的微小失误都有可能带来系统的全面失败,因此在设计阶段必须对工程情况进行充分的研究和分析,以期避免设计失误。以下是较为常见的设计步骤:
1.取得必要的原水信息
原水信息是设计的依据,原水类型、氨氮、COD 等数据均很重要。同时要考虑季节、生产等情况对原水水质的影响,需对原水水质波动范围有所了解。此外,对前处理的工艺以及前处理中的数据也要有所了解,例如污泥浓度、BOD、COD、SV30 等。
2. 根据信息确定必要设计参数
根据前处理工艺,结合具体水源、实际项目要求,确定超滤膜运行通量、过滤周期、反洗等重要参数;如遇到特殊水质需要进行现场试验确定设计参数。
3.MBR 膜元件数量及组架数量的确定
除确定 MBR 膜运行通量外,在确定膜元件数量时,必须考虑到 MBR 系统抽停时间、反洗时间(工作效率),及 MBR 系统反洗需要消耗的自产水量(产水率)两个因素,以确定出 MBR系统净产水量是否满足设计要求。
4.3 布置
● 膜堆与膜堆的间距: 聚偏氟乙烯中空纤维帘式膜膜堆(MBR 膜堆)之间的距离应≥300mm。
● 膜堆与池壁的间距:聚偏氟乙烯中空纤维帘式膜膜堆(MBR 膜堆)与膜生物 反应器(MBR)池壁之间的距离应≥300mm。
● 膜堆与液位的间距:聚偏氟乙烯中空纤维帘式膜膜堆(MBR 膜堆)的顶部与膜生物反应器(MBR)池内的有效液位之间的距离应≥500mm。
注意!(1)我公司常规生产的聚偏氟乙烯中空纤维帘式膜膜堆(MBR 膜堆)的膜框架为 SUS304 不锈钢方钢焊接而成,如需其他材质或材料,用户需提前告知。
注意!(2)我公司常规生产的聚偏氟乙烯中空纤维帘式膜膜堆(MBR 膜堆)都是通过 SUS304 不锈钢膨胀螺丝固定在膜生物反应器(MBR)池底,不含吊装装置,如需吊装装置,用户需提前告知。
4.4聚偏氟乙烯中空纤维帘式膜膜堆(MBR 膜堆)的配套设施
聚偏氟乙烯中空纤维帘式膜膜堆(MBR 膜堆)的配套设施,用户需自行准备。 如需我公司代为配置,用户需提前告知我公司相关人员。
4.4.1 鼓风机 鼓风机用于为膜生物反应器(MBR)池内的微生物提供氧气和为增强型聚偏氟乙烯
中空纤维帘式膜膜堆(MBR 膜堆)提供空气清洗。这两部分的总曝气量与膜生物反应器
(MBR)的总出水量之比称为气水比,建议气水比为 20:1~30:1。鼓风机的出口与聚偏氟乙烯中空纤维帘式膜膜堆(MBR 膜堆)的内曝气总管和外曝气管相连。
● 风压:P 鼓 = P1 + P2 + K×P3 + P4,单位为:kPa
P1:输气管道压力损失 P2:配气管道压力损失 P1+P2:一般取 2 kPa
P3:配气管道最低点至空气溢出面水深 x 10 kPa K 系数:一般取 1.1
P4:富于压力,一般取 5 kPa
● 风量: Q =(Q x20~Q x30)/24/60,单位为:m³/min
Q 为膜生物反应器(MBR)的设计日处理量,单位为:m3/d
注意!(1)鼓风机为膜生物反应器(MBR)正常运行的重要配套设备,当鼓风机出现故障或其他任何原因停运时,抽吸泵必须同时停运。因为当鼓风机停运时,抽吸泵如果继续工作,则会引起污泥在膜表面快速堆积,使抽吸泵抽吸压力急 剧上升,甚至引起系统的崩溃。
注意!(2)为了方便膜生物反应器(MBR)的运行和管理,建议为增强型聚偏氟乙烯中空纤维帘式膜膜堆(MBR 膜堆)配置专用的鼓风机。
4.4.2 抽吸泵
抽吸泵用于将聚偏氟乙烯中空纤维帘式膜组件(MBR 膜片)截留过滤后的水 抽吸出来排放或进入下一处理单元,抽吸泵的进口与增强型聚偏氟乙烯中空纤维帘式 膜膜堆(MBR 膜堆)的集水管相连。
● 流量:Q = (Q /24)x10/8,单位为:m³/h
Q 为膜生物反应器(MBR)的设计日处理量,单位为:m³/d
● 吸程:4-6 米
● 扬程:5-15 米
● 材质:与水接触部分应为 SUS304 不锈钢或其他防腐材料
注意!(1)我们建议抽吸泵安装时,让抽吸泵的进水口低于膜生物反应器(MBR)池内的有效水位,以保证抽吸泵的长期稳定工作,但此种安装方式应注意防止虹吸现象。
注意!(2)如果抽吸泵的进水口高于膜生物反应器(MBR)池内的有效水位,则最好在抽吸泵的进水口安装一个引水罐,以保证抽吸泵的长期稳定工作。
注意!(3)抽吸泵首次工作时应进行灌水排气,否则抽吸泵可能抽吸不出水来,长时间操作还会损坏抽吸泵本身。
注意!(4)抽吸泵应安装变频器或调节阀,以保证膜生物反应器(MBR)的出水为恒流量出水。
4.4.3 反洗泵(选用)
反洗泵用于抽吸聚偏氟乙烯中空纤维帘式膜组件(MBR 膜片)的出水或自来 水来冲洗聚偏氟乙烯中空纤维帘式膜组件(MBR 膜片),反洗泵的进口与膜生物 反应器(MBR)的出水池或自来水管相连,反洗泵的出口与聚偏氟乙烯中空纤维 帘式膜膜堆(MBR 膜堆)的集水管相连。
● 流量:Q = Q x 1.5,单位为:m³/h
● 扬程:10-15 米
● 材质:与水接触部分应为 SUS304 不锈钢或其他防腐材料
注意!(1)反洗泵应安装变频器或调节阀,以保证反洗时流量和压力在设计值内。
注意!(2)反洗泵的水源必须洁净无污染,一般为膜生物反应(MBR)的出水或自来水。
4.4.4 加药泵(选用)
加药泵用于将加药箱里的清洗液打入聚偏氟乙烯中空纤维帘式膜组件(MBR 膜片)的膜丝内部提供清洗,加药泵的进口与加药箱相连,加药泵的出口与聚 偏氟乙烯中空纤维帘式膜膜堆(MBR 膜堆)的集水管相连。
● 流量: 根据所需药量计算。
● 扬程:1-10 米
● 材质:与清洗液接触部分应为 SUS316L 不锈钢或其他防腐材料
注意!(1)加药泵必须能耐强酸和强碱。
注意!(2)加药箱的体积应大于[(2L/m² x 膜面积)+ 加药管路体积]。
注意!(3)加药箱的设计应充分考虑清洗液的存放条件。
4.4.4 仪器仪表
聚偏氟乙烯中空纤维帘式膜膜堆(MBR 膜堆)的必配仪器仪表主要包括出水 真空压力表、出水流量计、空气流量计和液位计等。其他的如在线 PH 计、在线浊度仪 和在线 COD 仪等根据用户需要配置。
● 出水真空压力表 出水真空压力表也可以用电接点真空压力表或压差传感器,主要用于监控聚偏氟乙烯中空纤维帘式膜组件(MBR 膜片)的污堵情况。出水真空压力表一般安装在与偏氟乙烯中空纤维帘式膜膜堆(MBR 膜堆)上集水管相平的出水管路上。
● 出水流量计
出水流量计主要用于监测聚偏氟乙烯中空纤维帘式膜膜堆(MBR 膜堆)的出 水量,出水流量计后需安装调节阀用于调节出水量。
● 空气流量计
空气流量计主要用于监测聚偏氟乙烯中空纤维帘式膜膜堆(MBR 膜堆)的曝 气量,空气流量计后需安装调节阀用于调节曝气量。
● 液位计 液位计主要用于监测膜生物反应器(MBR)池内的液位状况,并控制原水泵和抽吸泵等的联动操作。液位计一般设计有高、中和低三个液位,具体联动控制为:膜生物 反应器(MBR)池内的水位低于低液位时抽吸泵停运,水位低于中液位时污水提升泵运 行,水位高于中液位时抽吸泵运行,水位高于高液位时污水提升泵停运。
4.4.4 电控系统 电控系统主要用来控制鼓风机、抽吸泵、反洗泵、加药泵和液位计等设备,具体的控制方式见各设备的运行方式说明或咨询我公司相关技术人员。
五 JDS-MBR 系统运行
5.1 调试纲要
★ 管路试压;
★ 抽吸管气密性试验;
★ 设备、阀门单机试运转;
★ 仪表初始设置;
★ PLC 程序测试;
★ 曝气均匀性调整;
★ 生化系统调试;
★ 装膜;
★ 清水试运行;
★ 生化系统处理后的水进入膜池,低通量试运行;
★ 正常通量运行。
5.2 过滤产水
★当膜池液位达到高液位时,进入产水程序;当膜池液位低于中液位时,退出产水程序;当膜池低于低液位(膜丝可能露出水面)时,给出报警。
★产水程序由 PLC 时间控制:即根据抽停时间设定值控制运行;典型值为运行 8 分钟停止 2分钟间歇运行。
★当产水跨膜压差超过 30Kpa(典型值)时,给出报警;当跨膜压差超过 35Kpa(典型值)时,膜停止产水,自动执行 CEB 程序;当连续两次 CEB 的间隔短于 3 天(典型值),给出报警。
★当气体流量开关检测到膜擦洗流量低于 70%(典型值)的正常流量时,膜停止产水,给出报警信号。
★产水抽吸泵采用恒流量变频控制。控制算法采用 PID。正常运行时,如果产水流量低于 50%(典型值)的设定流量,延时报警,并停止产水泵。
★当抽吸管路和膜系统有泄漏时,空气会进入产水管,形成压力损失,形成的气泡还会影响产水泵和流量计的正常工作。因此,设计气水分离器和抽真空装置将产水管道内的空气除去。
如图 4-8 MBR系统过滤产水示意图
5.3 水力反洗(HB)
★根据水质情况选择是否执行水力反洗;
★水力反洗采用超滤自产水;
★水力反洗按固定的时间周期执行:每 6 个(典型值)产水-停止周期执行一次水力反洗程序。
★水力反冲洗时,反洗水从膜丝内向外透过膜壁,将悬浮污染物带离膜表面;
★反洗水泵采用恒流量变频控制。采用PID 控制算法。反洗水流量为产水流量的1~1.5倍。
★过高的反向跨膜压差将损坏膜。当跨膜压差小于-40Kpa(典型值)时,给出报警,并自动降低反洗泵频率,使反洗跨膜压差维持在-40Kpa 的下限(典型值)。
★为避免产水池中混入的污染物通过水力反洗进入膜丝内部,建议在反洗泵出口安装过滤器。
如图 4-9 MBR系统水力反洗(HB)示意图
MBR系统水力反洗步序:产水1-停歇1…产水5-停歇5水力反-产水1-停歇1 …
5.4 化学加强反洗(CEB)
★CEB 定时执行;
★CEB 通常采用次氯酸钠、柠檬酸两种药剂。次氯酸钠主要用于控制有机物和微生物污染,周期为3-7 天;柠檬酸主要用于控制无机结垢,周期为3-30 天;氢氧化钠一般根据现场情况,可配合次氯酸钠一起投加。
★CEB 时,停止产水,开启反洗水泵和加药泵,将化学溶液分5 次(典型值)从产水口反向注入膜组件,每次注药时间在1-4 分钟。两次注药之间有5-10 分钟的浸泡时间。
★CEB 采用恒流量变频控制。采用PID 控制算法。流量与反洗流量相同。
★CEB 时,过高的反向跨膜压差将损坏膜。当跨膜压差小于-40Kpa(典型值)时,给出报警,并自动降低反洗水泵频率,使反洗跨膜压差维持在-40Kpa 的下限(典型值)。
★为避免产水池中混入的污染物通过 CEB 进入膜丝内部,建议在反洗水泵出口安装过滤器。
★多组MBR 膜并联运行时,宜设置单独的CEB 泵。
5.5 通量恢复清洗(FRC)
★随着运行时间的延长,膜的跨膜压差越来越大,这时需要通过 FRC 来恢复通量,使TMP 维持在较低的水平。较低的TMP 水平有利于控制膜的污染。FRC 的清洗周期通常在3-12个月之间,这取决于TMP 的上升速度。
★FRC 可在膜池内进行(即 CIP),也可在检修池内(COP)进行。在膜池内进行时,建议先在检修池内做一个小试,摸索最优的药品种类、药品浓度、药品温度和清洗时间。
★执行CIP 时,停止产水,空曝气 30 分钟后,停止曝气,关闭关闭膜池的进、出水阀门,用回流泵或排泥泵排空膜池内的混合液。用反洗水泵(或CEB 泵)将化学溶液从膜丝内部注入膜池,直到化学溶液浸没膜丝。浸泡时,间歇曝气。典型时间是浸泡30 分钟,曝气3分钟。总的浸泡清洗时间为2-4 小时(典型值)。
★执行 COP 时,将膜组吊入检修池,清洗方法与 CIP 相同。检修池内可以设置加温装置,以加强CIP 效果。
★清洗完成后,用化学药品将残液中和至中性后,排出系统。
5.6MBR运行参数一览表
表3-4 JDS-MBR运行参数表(本表参数仅供参考,可根据具体情况调整)
|
步骤
|
时间
|
备注
|
运行反洗周期
|
运行时间
|
8分钟
|
历时60分钟
|
停止
|
2分钟
|
-----
|
-----
|
反洗
|
1分钟
|
化学加强反洗CEB
|
空曝气
|
5分钟
|
CEB历时60分钟
|
加药反洗1
|
3分钟
|
浸泡1
|
10分钟
|
加药反洗2
|
3分钟
|
浸泡2
|
10分钟
|
-----
|
-----
|
加药反洗5
|
3分钟
|
浸泡5
|
10分钟
|
通量恢复清洗FRC
|
空曝气
|
30分钟
|
FRC历时4小时以上
|
放空膜池
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根据膜池大小而定
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通过加药反洗注满膜池
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根据膜池大小而定
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浸泡/间歇曝气
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2-4小时
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中和膜池药液
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根据现场情况而定
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加药量计算
CEB
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次氯酸钠
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加药浓度300-1000 ppm
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购买药剂浓度10%(液体)
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CEB
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柠檬酸
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加药浓度2000 ppm
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购买药剂浓度99%(固体)
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CEB
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氢氧化钠
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加药浓度200-400 ppm
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购买药剂浓度99%(固体)
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FRC
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次氯酸钠
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加药浓度500-5000 ppm
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购买药剂浓度10%(液体)
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FRC
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柠檬酸
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加药浓度1-2%
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购买药剂浓度99%(固体)
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FRC
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氢氧化钠
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加药浓度200-400 ppm
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购买药剂浓度99%(固体)
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六 JDSMBR 膜保存与运输
6.1 膜元件的保存
JDS膜产品出厂已经过完整性和产水量检验,并用专有配方的保护液保护,真空包装。在不破坏包装的前提下 0-40 ℃可存放 18 个月。
使用后的膜元件应保持湿态。短期存放应先经过化学清洗,然后浸泡于 50-200ppm 次氯酸钠溶液中。
使用后如需长期(超过 3 个月)存放应与厂家联系。
6.2 膜元件的搬运及安装
在无包装时,JDS 膜组件搬运及放置的着力点是上下两个端头。
JDS 膜产品安装固定点是上下两个端头。
注意!:中空纤维膜不能承力,由于搬运和放置着力点不妥造成中空纤维膜被压扁或断裂不在产品保修范围内。
6.3 膜元件的销毁
注意:PVDF 材料焚烧时会产生氟化氢腐蚀性气体,请参照相关设备及防护要求。
七 JDSMBR 膜元件的完整性检验及修补
每次化学清洗时发现膜断丝数量超过 0.2%根,或膜产水浊度超过 2NTU(或 SS 超过5mg/L)时,需要进行膜系统的完整性检验,如下图 7-1 所示。
停止过滤,关闭除阀门 V4 以外的所有阀门,向膜元件内缓慢注入压缩空气至压力表显示 50KPa。关闭阀门 V4,2 分钟后观察压力表,如果该压力大于 45KPa,则通过完整性检验,否则需要修补处理。
将需要修补处理的膜系统中每个膜元件分别拆卸下来,并分别检验其完整性。对于发现有泄漏的膜元件可以用以下方法对其进行修补。
如图 7-2 所示,修补时先向膜元件产水口通入 50KPa 压缩空气,将膜元件浸没到水中,观察中空纤维膜气体泄漏状况,标记漏气中空纤维膜。
分别在泄漏中空纤维膜两端拉断中空纤维膜,用压缩空气吹干泄漏中空纤维膜两端口,
用环氧树脂双组分胶封闭两端口。当泄漏中空纤维膜数量超过 2%时,应该考虑放弃该元件。
附录 1温度校正曲线
由于液体的粘度随温度的升高而降低,因此对于MBR膜元件来说,膜通量会随温度的升高而增大。 图11所示为不同温度下的温度校正系数曲线。该曲线是以25℃为基准,设定该温度下的校正系数为1,按实际温度从表中查出校正系数,则实际通量=25℃的设计通量×校正系数。
附录 2:中空纤维帘式膜膜堆(MBR 膜堆)的故障分析
故障
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可能原因
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解决方法
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抽吸泵抽不出水
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抽吸泵反转
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调整抽吸泵的接线,让其正转
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抽吸泵泵腔内无水
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向抽吸泵泵腔内先灌水后启动
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抽吸泵入口管路严重漏气
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查找并修补漏气点
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出水含大量气泡
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抽吸泵入口管路漏气
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查找并修补漏气点
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曝气量不够或不匀
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鼓风机故障
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查找并修正故障原因,修补或更换鼓风机
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内、外曝气管堵塞
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查找并修正堵塞原因,清洗或更换内、外曝气管
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出水流量变小或 跨膜压差上升太快
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油脂和矿物质油等
污堵 MBR 膜片
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查找并修正污堵原因,清洗或更换 MBR 膜片
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消泡剂、助凝剂和絮凝剂等
污堵 MBR 膜片
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查找并修正污堵原因,清洗或更换 MBR 膜片
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MBR 池水温低
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按设计要求,提高水温
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污泥浓度过低
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按设计要求,提高污泥浓度
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污泥浓度过高
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按设计要求,降低污泥浓度
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污泥沉降性能差
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按设计要求,改善污泥沉降性能
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污泥粘度高
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按设计要求,降低污泥粘度
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出水浑浊或 水质变差
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预处理不合格
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按设计要求,确保预处理合格
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MBR 膜片内部长菌
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对 MBR 膜片进行杀菌处理
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出水管路内部长菌
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对出水管路进行杀菌处理
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集水管破损
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查找并修正破损原因,修补或更换集水管
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快装接头破损
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查找并修正破损原因,修补或更换快装接头
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透明软管破损
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查找并修正破损原因,修补或更换透明软管
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MBR 膜片破损
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查找并修正破损原因,修补或更换 MBR 膜片
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