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不是所有的废水都适合MBR膜法水处理!

2019-09-15 09:48:57来源:环保工程师 阅读量:14071

导读:MBR将分离工程中的膜分离技术与传统废水生物处理技术有机结合,大大提高了固液分离效率;并且由于曝气池中活性污泥浓度的增大和污泥中特效菌(特别是优势菌群)的出现,提高了生化反应速率。但是,MBR不是万能的,它属于微滤膜,是按能通过的颗粒物粒径来定义的,所以......
  在传统的废水生物处理技术中,泥水分离是在二沉池中靠重力作用完成的,其分离效率依赖于活性污泥的沉降性能,沉降性越好,泥水分离效率越高。而污泥的沉降性取决于曝气池的运行状况,改善污泥沉降性必须严格控制曝气池的操作条件,这限制了该方法的适用范围。由于二沉池固液分离的要求,曝气池的污泥不能维持较高浓度,一般在 1.5~3.5g/L左右,从而限制了生化反应速率。水力停留时间(HRT)与污泥龄(SRT)相互依赖,提高容积负荷与降低污泥负荷往往形成矛盾。系统在运行过程中还产生了大量的剩余污泥,其处置费用占污水处理厂运行费用的25%~40%。传统活性污泥处理系统还容易出现污泥膨胀现象,出水中含有悬浮固体,出水水质恶化。
 
  针对上述问题,MBR将分离工程中的膜分离技术与传统废水生物处理技术有机结合,大大提高了固液分离效率;并且由于曝气池中活性污泥浓度的增大和污泥中特效菌(特别是优势菌群)的出现,提高了生化反应速率;同时,通过降低F/M比减少剩余污泥产生量(甚至为0),从而基本解决了传统活性污泥法存在的许多突出问题。
 
  但是,MBR不是万能的,它属于微滤膜,是按能通过的颗粒物粒径来定义的;所以,对于它来讲堵塞问题是关键,一些易结垢、含油类物质和粘稠性物质较多的废水,建议不要采用MBR膜法;不适合MBR法的废水类型有:乳化液/研磨液/淬火液/冷却液废水、表面活性剂废水、石油类废水、脂类废水(有预处理措施除外)。
 
  MBR膜法现在应用越来越广泛,以其稳定清澈的出水备受关注,但其巨大的维护量也使很多使用者头疼;那么要想在使用中尽量减少维护工作强度,在设计阶段就需要注意以下几个问题:
 
  一、MBR的品牌及相应的数量确定
 
  决定了用MBR膜,那么下一步是决定用什么牌子,目前,MBR膜的质量进口和国产的差距还是很大的,虽然国产品牌通过增加膜丝数量、减少通量设计量也可以满足需要,但相应的问题接踵而至;从价格方面,进口膜约为国产膜的3~5倍,在价格可以接受的前提下,尽量采用进口膜,三菱和精工的膜片都不错,当然,国产膜在保证足够的设计余量的前提下还是可以的,重要的是设计人员要跟供应商做好深入的技术沟通,设计通量方面,一般国产膜厂家出厂的设计通量已经留了足够的余量,但设计人员还是要再增加余量,个人认为增加50%以上,比如笔者曾经设计过一个小水量废水,MBR选用国产品牌,但设计MBR用量是标准量的10倍,到现在2年时间未进行清洗,一直在正常使用,出水COD维持在30mg/L以下;另外,最近出现的平板膜抗污染性能普标优于丝状膜;平板膜分为PVDF材质和PTFE材质,PTFE的抗污染性能最强,目前只有进口产品,以日本的性能最佳;膜的设计通量参考供应商提供的数据;
 
  二、MBR膜组件的设计
 
  1、把膜片拼装在一起形成一个膜组件,特别注意的是,膜片与膜片之间间距要足够大,有效距离要大于100mm(轴心距大于140mm),如果膜片本身膜丝密度大,那么有效间距要适当放宽,这样做的目的是保持冲洗气流顺畅到达顶部膜丝,也可以减少膜丝之间的板结和截留物,减少膜组件的清洗频率;平板膜的间距只要60~80mm就可以了;太大的间距导致占用空间太大;2、膜片横向和竖向装都可以,具体取决于安装的空间;横向装时,膜丝保持微下垂,下垂幅度保持在10mm,也可以这样说,在保证膜丝不受拉力的前提下,尽量直,这样膜丝和膜丝之间就不会留有太多的杂物;推荐使用竖向安装的方式;3、不能把膜组件做的很大,因为太大的膜组件,其安装密度就会大,同样的搅拌空气量对它来讲却显不足,而且在膜片上积累很多包裹物的时候,就需要对膜片进行喷洗,用高压水枪或自来水,安装太密会让你很难冲到内层膜片,建议单个膜组件处理量不要超过1.5m3/hr;
 
  三、MBR曝气装置的设计要点
 
  1、曝气装置可以固定在池底(需要做膜组件承托架和膜组件滑入导轨),也可以跟膜组件做在一起,各有优劣,曝气管的位置要做精心考虑,采用DN20穿孔管,每个膜片间隙对应一路穿孔管,穿孔大小Φ2.0mm,穿孔间距100mm,相邻两路管穿孔位置交错穿插,孔口做单排垂直向上,有很多双排、斜向下的做法,个人认为不可取,沉降的污泥不会对孔口产生堵塞。2、曝气量的大小进行粗略估算,根据经验数字,按照汽水比24:1即可(常规池深3.5m),风机排风压头选型比最高液位高0.01Mpa;风机出口设置泄气阀,泄气管口径全开能卸掉70%的空气量即可,泄气口上加装消音器,这套装置用来控制生化槽中的DO值以及保护风机;3、每个膜组件曝气都设置单独的调节阀,同时整个生化槽的充氧曝气要另外做单独的控制阀,用微孔充氧曝气装置,确保能灵活调整搅拌空气量和充氧空气量;4、MBR池DO控制最佳为2.5~5之间,正常液位约为3ppm,在液位高低不同时,DO也会有变化,不宜长时间超过5.0ppm
 
  四、MBR抽吸泵的设计要点
 
  1、有条件的情况下,尽量每个膜组件配1台泵,这样方便观察判定每个膜组件的状态(压力和通量),但多个膜组件共一台也可以,在每个膜组件吸水管路上装流量计;2、抽吸泵尽量低于液位安装,越低越好,在膜组件正常状态下,靠虹吸也是可以出水的,如果MBR池是地下池,那就做地下机房,确保抽吸泵能有足够的吸程;低于MBR主要的参数是跨膜压差,各品牌规定略有不同,一般不宜高于0.03Mpa,在这里跨膜压差不一定等于真空表读数,还要看泵的进水口高度和生化池液位的高度差,如果真空表的读数为0.03pa,生化池液位比泵进水口高1m,那么此时的跨膜压差为0.04Mpa;若泵安装位置高于生化池液位1m,则此时的跨膜压差只有0.02Mpa,公式就是:跨膜压差=真空表读数(取正)+(生化池液面高度-抽吸泵进水口高度)3、抽吸泵出口管路一定要加装透明流量计和取样阀,透明的流量计就可以直观的看到水质状态,每个流量计前面或后面加调节阀,用来调节膜组件的出水量;4、电气控制:一般设置MBR抽吸泵运行为13min运行,2min停止,能有效减少堵塞的频率,具体启动停止时间要征求厂家的意见,在电接点压力表压力超限时,能停泵并报警;抽吸泵要能与风机联动,风机在停止状态时,抽吸泵不工作;
 
  五、化学浸泡清洗
 
  1、在有条件的情况下,为了减少工作强度,能实现整个膜组件的清洗,这就要求做好膜组件的出池入池定位,水管及气管要做方便拆卸的活连接(气管如果不与膜组件做在一起则气管不用考虑),而且这个活连接要经久耐用,个人建议用优质法兰连接或者采用著名品牌的双由令球阀连接,膜组件的起落配套行车,能有效减轻劳动强度,行车贴牌500kg(实际可以做到1t的起重量);2、化学浸泡槽要做3个,大小要膜组件放进去绰绰有余,高度在淹没膜丝之后再留500mm超高,每个浸泡槽要做好穿孔曝气管道及其保护平台;浸泡槽总深度=池底平台高度+膜组件底部到最上层膜丝的高度+500mm超高
 
  3、3个浸泡槽边上要设置2个储液桶,其容量要大于浸泡槽的有效容积,用来将清洗药液重复利用;
 
  4、每个浸泡槽要配套1台塑料排污泵,用来将药液从浸泡槽中移送到储液桶或排放;
 
  5、要考虑洗过之后的废液的处理方式,NaOH可以当作药剂加入到系统中,NaCLO经过澄清处理直接排放或储存回用即可,柠檬酸可以慢慢投加到生化处理系统中;
 
  6、每个浸泡槽的搅拌空气量按照剧烈搅拌来设计,并安装有调节阀;
 
  7、浸泡槽要设有自来水加入管道,管道要粗,避免在自来水注水上浪费时间,注满时间以10min为宜,参考数据,在自来水压力2~3公斤时,DN50的自来水管流量约18~22m3/hr;
 
  8、常用化学清洗药剂及浓度:
 
  NaOH(用来杀菌和清洗掉有机污染物):浓度1%~2%,浸泡时间>2h;
 
  柠檬酸(用来除去无机结垢,没有则省略):浓度2%,浸泡时间>2h;
 
  NaClO(10%液体,用来深度杀菌,恢复膜丝过滤功能):浓度5%,浸泡时间>2h;
 
  酒精(95%工业级酒精)单片浸泡2min,用来恢复失水后的膜丝,未脱水则省略;9、清洗步骤:水冲洗→水浸洗→碱液浸洗→柠檬酸浸洗→NaClO浸洗→水冲洗→复位10、注意,柠檬酸为有机酸,使用不受限制,但如果距离下次使用超过1个月,就会在储存过程中发霉变质,建议一次性使用;11、注意,每次清洗完需要检查膜丝断丝,对于断丝单根打结处理;
 
  六、在线反冲洗
 
  1、首先不要对在线反冲洗抱有太大依赖,MBR的反冲洗跟传统意义的反冲洗的效果不同,MBR的正常堵塞大部分是由微生物在膜丝内部的滋生繁殖引起的,而由颗粒物引起的硬堵塞占很小的分量;
 
  2、但在线反冲洗还是要加,用来应对非正常堵塞的情况,比如污泥状态恶化、MBR抽吸泵流量被误操作调的很大或进入了微小颗粒物,引起了硬堵塞,反冲洗还是很有效果的;3、在线反冲洗由PLC自动控制,每天一次(前提是采购的膜片支持在线反冲,不要不支持而却做了,造成膜丝孔径扩大),反冲用的水至少是自来水,末端装自来水过滤器,过滤精度需达到50μm,反冲水量约正常过滤通量的3~5倍,压力不要超过2.5公斤,否则会对膜丝造成损坏,可以直接由自来水管路接入,不用装加压泵,但务必要装压力表和流量计。
 
  原标题:不是所有的废水都适合MBR!

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