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    MBR膜的正确使用方法

    发布时间: 2024-03-14  点击次数: 122次
      MBR膜的正确使用方法
     
      MBR工艺处理城市污水和工业有机污水,由于其高效、节能、无相变、无二次污染、产出水水质好、占地少、自动化程度高等特点,在污水处理与资源化工程中得到了广泛的应用,并显示了广阔的发展前景
     
      但是MBR膜处理工艺也以维护复杂、运行要求高、膜寿命低等原因,遭到运营一线认识诟病,在复杂的使用流程里,抓住以下重点将事半功倍而且有利于膜的寿命。
     
      MBR影响因素的控制
     
      膜生物反应器工艺中,膜分离的操作条件类似于传统膜分离,主要控制因素有进水水质、膜面流速、温度、操作压力、pH 值、MLSS 等。1.温度膜生物反应器系统宜在 15℃~35℃下运行。通常,温度上升,膜通量增大,这主要是因为温度升高后降低了活性污泥混合液的粘度,从而降低了渗透阻力。2.操作压力在控制活性污泥混合液特性基本不变的情况下,膜通量随着压力的增加而增加;但当压力达到一定值,即浓差极化使膜表面溶质浓度达到极限浓度时,继续增大压力几乎不能提高膜通量,反而使膜污堵加剧。浸没式 MBR 的跨膜压差不宜超过 0.05MPa。3.溶解氧溶解氧是影响有机物去除效果的重要因素。特别是在以除磷脱氮为目的的情况下, 溶解氧的浓度控制显得尤为重要。在不同的膜生物反应器工艺类型中,混合液以各种形式在生物反应池内形成好氧、缺氧及厌氧段。反应池各段 DO 的控制范围为:厌氧段在0.2mg/L 以下,缺氧段在0.2mg/L~0.5mg/L 之间,好氧段溶解氧浓度宜不小于 2mg/L。4.膜面流速膜面流速与压力对膜通量的影响是相互关联的。压力较低时膜面流速对膜通量影响不大,压力较高时膜面流速对膜通量影响很大。随着膜面流速的增加,膜通量也增加,尤其是当压力比较高的时候。这是因为膜面流速的提高一方面可以增加水流的剪切力,减少污染物在膜表面的沉积;另一方面,流速增大可以提高对流传质系数,减少边界层的厚度,减小浓差极化的影响。另外,膜面流速对膜面沉积层的影响程度还与料液中污泥浓度有关,在污泥浓度较低时,膜渗透速率与膜面流速呈线性增加。但当污泥浓度较高时,膜面流速增加到一定的数值后,对沉积层的影响减弱,膜通量增加的速度减小。对于外置式 MBR,运行条件尽可能控制在低压、高流速,膜面流速宜保持在 3m/s~5m/s。这样做不仅有利于保持较高的水通量,而且有利于膜的保养和维护,减少膜的清洗和更换。5.MLSS浸没式 MBR 好氧区(池)污泥浓度宜控制在 3000mg/L~20000mg/L。一般来说,在一定的膜面流速下,当料液中污泥浓度增加时,由于污泥浓度过高,污泥易在膜表面沉积形成厚的污泥层,导致过滤阻力增加,使膜通量下降。但是,料液中污泥浓度也不能太低,否则污染物质降解速率低,同时活性污泥对溶解性有机物的吸附和降解能力减弱,使得混合液上清液中溶解性有机物浓度增加,易被膜表面吸附,导致过滤阻力增加,膜通量下降。因此,应当维持料液中适中的污泥浓度,过高或过低都会使水通量减小。6.pH 值膜生物反应池进水 pH 值宜为 6~9。
     
      MBR生化过程控制
     
      进水水温低于 8℃时,活性污泥的活性受到一定的影响,此时要适当降低出水量,保证污水中有机物在反应池内得到充分的降解,从而确保出水水质,减缓膜堵塞。在气温发生突变的季节中尤其要注意观察出水水质,如出水水质有突变时,要减少适当出水量、增加曝气时间。正常运行时,应极力避免对微生物新陈代谢有抑制作用的消毒液、消毒剂混入生物反应池中。防止设备中微生物的正常生物机理受到破坏,导致出水恶化。当污水中含有大量的合成洗涤剂或其他起泡物质时,膜生物反应池会出现大量泡沫,此时可采取喷水的方法解决,但不要向反应池内加入含有油性物质的消泡剂来去除泡沫。也不可使用硅胶系列消泡剂。硅胶系列消泡剂被吸附到膜表面,会加快膜间差压的上升,使膜堵塞。此时,即使用药液清洗也很难恢复压差,需要更换膜。MBR法工艺系统应定期排放一定量的剩余污泥。排泥量可根据污泥沉降比、混合液污泥浓度、活性污泥的有机负荷或污泥龄来确定。
     
      MBR膜污染与清洗的控制
     
      膜污染是污水中的悬浮颗粒、胶体等在膜表面沉积,造成膜孔堵塞的现象。膜一旦与料液接触,污染即开始,由于溶质与膜之间相互作用产生吸附,开始改变膜特性。对于微滤膜,这一影响不十分明显,以溶质粒子的聚集与堵孔为主;而对于超滤,如膜材料选择不当,影响相当大,与初始纯水通量相比,可降低 20%~40%。尤其在低流速、高溶质浓度情况下,溶质在膜表面达到或超过饱和溶解度时,便有凝胶层形成,导致膜的透过量不依赖于所加压力,引起膜透过量的急剧降低,因此在此种状态下运行的膜,使用后必须清洗,以恢复其性能。控制膜污染的措施有:1.对膜生物反应池系统进水进行预处理,去除其中的粗大颗粒;
     
      2.选择合适的操作压力;3.缩短出水泵抽吸时间或延长停吸时间和增加曝气量均有利于减缓膜污染。对膜进行空气清洗可以除去表面杂质,孔中的杂质可用水反洗将其排出。水反洗是用过滤水从反洗罐中泵到抽水管中,根据膜种类的不同,一般每 10 分钟~24 小时反洗一次。当水反洗无效果时,为了保持膜的良好性能,有必要使用化学清洗方法去除污染物。膜的化学清洗依据污染物的具体情况有所不同,使用的清洗药剂也不一样。化学清洗时,选择化学药品的原则一是不能与膜及其他组件材质发生任何化学反应,二是不能因为使用化学药品而引起二次污染。
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    MBR膜的正确使用方法
     
      MBR膜调试清洗
     
      膜生物反应器(MBR)特点
     
      膜生物反应器(Membrane Bioreactor ,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。是一种由膜过滤取代传统生化处理技术中二次沉淀池的水处理技术。与传统的污水处理生物处理技术相比,MBR具有以下主要特点:
     
      1、高效地进行固液分离,其分离效果远好于传统的沉淀池,出水水质良好,出水悬浮物和浊度接近于零,可直接回用,实现了污水资源化。
     
      2、膜的高效截留作用,使微生物wanquan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wamquanm分离,运行控制灵活稳定。
     
      3、由于MBR将传统污水处理的曝氣池与二沉池合二为一,并取代了三级处理的全部工艺设施,因此可大幅减少占地面积,节省土建投资。
     
      4、利于硝化细菌的截留和繁殖,系统硝化效率高。通过运行方式的改变亦可有脱氨和除磷
     
      5、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。
     
      6、反应器在高容积负荷、低污泥负荷、长泥龄下运行,剩余污泥产量极低,由于泥龄可无限长,理论上可实现零污泥排放。
     
      7、系统实现PLC控制,操作管理方便。
     
      膜生物反应器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。
    MBR膜使用环境
     
      原水条件
     
      在膜生物反应器使用过程中,原水中的有机物、污染物的清除是通过微生物分解,膜组件主要起到分离生化原水和污泥的作用。
     
      在处理水质比较复杂、污染物浓度高或活性菌难以降解的废水时需要对进水进行有效的生物降解,如水解酸化、厌氧等前处理,确保膜组件在使用过程中只起到泥水分离作用。通常事先需要进行小型运转试验进行确认。
     
      预处理
     
      预处理的目的是除去可能给膜带来损伤的大的固态物,尤其是生活排水当中包含的大量细小纤维屑,毛发等微小纤维状物质和油脂类物质,通常在供给原水处设置一开孔小于1mm以下(建议0.5mm)回转式机械格栅。
     
      MBR污水处理工程进水应设置格栅,进入膜池前应设置超细格栅,城镇污水预处理还应设沉砂池。
     
      进水中含有毛发、织物纤维较多时,应设置毛发收集器或超细格栅。
     
      进水中动植物油含量大于50mg/L,矿物油大于3mg/L时,应设置除油装置。
     
      进水的BOD5/COD小于0.3时,宜采用水解酸化等预处理措施。
     
      进水进入膜反应池之前,须去除尖锐颗粒等硬物。
     
      进水的BOD5含量大于1500mg/L时,MBR系统宜设置厌氧池或缺氧池。
     
      MBR膜组件调试以及产水
     
      BR膜组件的调试
     
      1、试清水:首先进行对膜组件进行气密性实验,气密性实验是检查膜组件是否在安装或是制作过程中存在泄露,用清水将膜池中加满水,然后按照膜丝完整性测试进行。若发现系统存在有泄压的地方,对其进行修补。
     
      然后进行各个单机设备调试,电气控制系统进入手动操作模式,分别按下鼓风机、污水泵、产水泵、反洗泵等设备的控制开关,检查单机设备运行是否稳定,是否有不规则的杂音,是否达到设计的性能参数以及管道系统是否畅通,在调试单机设备时应同时调节其控制阀门,将各个单机设备的流量调节至设计值。在调节单机设备时尤其应该注意鼓风机的流量,在调节风机总流量的同时应该注意观察各个膜组件的分配情况,保证各个膜组件的均匀性。
     
      当确认所有单机设备都具备正常开启条件后进行膜组件初始产水流量的测试。清水测试前对膜组件进行空曝气,空曝气是将膜表面的一些物质冲干净。曝气一段时间后开始清水的正常运行,对产水流量及相应压力进行记录。
     
      2、试污水:污水在接触膜之前应该先进行污水处理的调试,当确认污泥具有良好的状态后方可进膜池,在污泥不具有良好状态前可采用类似SBR(SBR是序列间歇式活性污泥法,是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术)的操作,采用虹吸等方式将上清液抽出。
     
      当污泥具有良好抱团状态后可接触膜丝,此时污泥浓度可能比较低,当污泥浓度低于一定值时使生物处理时间加长,有机物去除时间相应变长,未反应的有机物吸附在膜表面造成污染。在污泥浓度过低时可通过减少膜产水量的方法产水,并对污泥进行累计。
     
      MBR膜产水
     
      1、产水量设定:膜片在正常运转时,建议使用恒流操作方式。
     
      过滤通量的设计根据不同水质,可设计在10-20L/㎡·h范围内。一般在对污水进行处理时,设计标准为10-12L/㎡·h。通量设计为平均值,实际运行时,由于是间歇式出水方式,故瞬间的膜出水量会比这个值大。
     
      当处理的原水水质很差,如高浓度工业废水或是原水中难分解物质很多时,过滤通量的设计应相对降低,防止膜污堵的发生。
     
      2、间歇出水的设定。膜片的产水方式一般采用间歇式。即膜片在负压下每工作近8分钟时,停止抽吸,让膜片产水停止2分钟,依次类推。但此时曝气系统依旧运行。空气流依旧在流动。这样在MBR运转过程中,积聚在膜表面的污泥物更易在气流的冲刷下脱落,以此达到清洗的目的减少膜片的污堵,延长膜片的使用寿命。
     
      3、产水泵的设定:
     
      (1)设定膜组器的运行频率,即泵间歇运行的开、停时间(如:出水8分钟,停止2分钟),由此计算出膜组器每天实际运行小时数;(2)流量:膜系统设计流量÷每天实际运行小时数×安全系数(取值1.2~1.5);(3)吸程:应包括Zui大工作膜压+管路损失+高位差(膜区水面到水泵轴线或管道Zui高点距离)+水泵系统损失(2 m~3 m)。
     
      每台产水泵可对应1~10个膜组器。4台产水泵(含)以下宜备用1台泵,4台以上时宜备用2台泵。
     
      MBR膜反洗
     
      一般情况下,系统是否需要反洗,应根据原水水质及现场实际情况,经小试决定。当原水水质较差时,尤其在高濃度化工废水等水质条件下,建议每天对系统进行反洗。系统进行反洗时,反洗水量为产水量的1.5-2倍,反洗压力小于0.1MPa,反洗时间一般为1分钟。具体情况可根据现场实际情况进行调节。具体步骤为:(1)停止产水泵,从而停止过滤;(2)关闭处理水管,并放置两分钟;(3)继续曝气;(4)开启排气阀,在管中进行排气;(5)开启反洗泵,从产水口处注入产水或是自来水。边空曝边反冲洗1分钟;(6)关闭反洗泵;(7)以上操作结束后,打开产水管,开启产水泵,开始MBR的正常运转。
     
      MBR系统设计时应注意事项
     
      (1)由于任何故障而导致鼓风机停止时,请停止出水。这是因为在丧失清洗效果的情况下进行过滤出水,在膜的表面极易堆积污泥的凝聚体和微粒子。(2)在系统运行时能自动检查鼓风机故障,并在系统中安装自动停止出水功能的系统,尤其在鼓风机的皮带脱落时,需要采取对策。(3)在产水泵停止转动时,由于虹吸作用和重力过滤等原理,有时仍会进行过滤。为了在产水泵停止时能wanquan停止过滤出水,建议在产水管设置止回阀。(4)使用药液清洗膜组件,需要事先从注入管排出空气,因此要设置排气阀。(5)安装地点在寒冷的地区应考虑管道的保温,在停止使用时应将管道排空。(6)连接管道不应选用铁制品,因为清洗的时候会将管道中的污物冲到膜丝内,造成膜丝污染。四、MBR膜的清洗
     
      加药反洗
     
      清洗方法:(1)停止产水泵;(2)关闭出水管,并放置两分钟;(3)停止曝气;(4)开启排气阀,在管中进行排气;(5)打开药液注入管,开启药液泵,从产水口注入药液,在30分钟内把药液注入到膜组件及相对应的管道内,并静置浸泡90分钟;(6)打开曝气系统,空曝30分钟。此时不过滤;(7)以上操作结束后,打开产水管,开启产水泵,开始MBR的正常运转。(8)药液用0.1-0.2%的盐酸或500ppm-1000ppm的次氯酸钠溶液和0.05-0.1%氢氧化钠溶液。
     
      离线清洗
     
      1、清洗方法
     
      (1)从组件上卸下集水管、曝气装置等,在将膜组件从反应器中取出。(2)用水枪冲洗膜组件,将膜纤维中夹带的污泥冲掉。(3)将膜组件放到浸泡池中浸泡2-4小时。静置过程中间歇性曝气,每隔一个小时曝气约十分钟;药液的温度以30度为宜。(4)浸渍结束后,从浸渍清洗槽中取出膜组件,用清水洗净携带的药液。(5)清洗一般采用多种药剂,当一种药剂清洗结束后将组件取出,用清水冲掉残余药液,将浸泡池中药液更换,重复步骤3。(6)将浸泡池中的水放出,并注入清水,持续空曝气一个小时。(7)将膜组件返回到反应器中,接上曝气管、集水管,开始过滤。
     
      2、清洗药液
     
      当选择清洗对象时应参照如下表格:
     
      药液应能将膜组件全部浸没。对特定污染物清洗时需要考察出相应的清洗剂。
     
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