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一体化污水处理设备MBR膜组件在设计和清洗方面的要点

发布日期: 2020-07-16
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一体化污水处理设备

MBR膜组件在设计和清洗方面的要点

MBR属于微滤膜,是按能通过的颗粒物粒径来定义的,膜的堵塞问题是关键,一些易结垢、含油类物质和粘稠性物质较多的废水,一般不要采用MBR膜法处理。

MBR膜法现在应用越来越广,要想在使用中尽量减少维护工作量,在设计阶段就需要注意以下问题:

 

一、不适合MBR膜法处理的废水类型

不适合MBR膜法处理的废水类型: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)。

 

二、MBR组件的设计

1MBR膜组件通常是把膜片拼装在一起形成一个膜组件,要注意的是,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,则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,同时也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6080mm就可以,太大的间距将导致MBR组件占用生化槽腔空间太大。

2、膜片横向和竖向装都可以,具体取决于安装的空间。推荐使用竖向安装的方式。

横向装时,要使得膜丝保持微下垂,下垂幅度在10mm内,也就是说,在保证膜丝不受拉力的前提下,膜丝尽量直,这样膜丝和膜丝之间就不会留有太多的杂物。

3、不要把膜组件设计的很大,因为太大的膜组件,在生化槽腔的安装密度就会大,同样的搅拌空气量对它来讲就会显得不足。

MBR膜上积累很多包裹物的时候,就需要对膜进行喷洗,喷洗可用高压水枪或自来水,安装太密会很难冲洗到内层膜片。

4 建议单个膜组件处理量不要超过1.5m3/h

 

三、MBR腔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,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,曝气孔钻孔大小Φ2.0mm,钻孔间距100mm,相邻两路穿孔管钻孔位置交错穿插,孔口做单排垂直向上,不用担心沉降的污泥会对孔口产生堵塞。孔口做成双排斜向下的做法一般认为不可取。

2 曝气量的大小进行粗略估算,根据经验数字,按照气水比24:1即可(常规池深3.5m),

风机排风压头选型比高液位高0.01MPa=1m

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。

以上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。

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 MBRDO控制2.55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(自吸泵)的设计要点

1 有条件的情况下,尽量每个膜组件配1台泵,,在每个膜组件吸水管路上装透明流量计,这样方便观察判定每个膜组件的状态(压力和流量)。

也可以多个膜组件共一台泵。

2 抽吸泵尽量低于低液位安装(即水泵倒灌安装),越低越好。

在膜组件正常状态下,靠自吸泵的虹吸也是可以出水的,如果MBR是池内安装是地下池,为确保倒灌安装,水泵可以做下沉地下机房,用以确保抽吸泵能倒灌安装有足够的倒灌吸程。

如果MBR为箱式设备地表安装,为确保倒灌安装,水泵做箱体侧壁外置安装即可,水泵吸水口低于MBR腔液位,确保抽吸泵能倒灌安装有足够的吸程。

要求水泵低于MBR的低液位的倒灌安装,主要考虑的影响因素是跨膜压差,MBR的各品牌规定略有不同,一般不宜高于0.03Mpa=3m

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0.03MPa=3m,生化池液位比泵进水口高1m(即水泵倒灌1m),那么此时的跨膜压差为0.04MPa=4m。即真空表的读数+倒灌1m的水柱压力=0.03MPa=3m+水泵倒灌1m=0.04MPa=4m

若泵安装位置高于生化池液位1m,则水泵为吸上式安装,吸上高度为1m,此时的跨膜压差只有0.02MPa=真空表的读数0.03MPa=3m +吸上-1m的水柱压力=2m

公式: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 抽吸泵出口管路尽量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  MBR设备的电气控制

     MBR抽吸泵(自吸泵)启停时间:

推荐抽吸泵启动运行13min,停泵2min,即水泵一个运行周期T=13+2=15min

设置超压停泵电路,在电接点压力表压力超限时,能停泵并报警。

控制电路上要设置抽吸泵与风机互锁联动电路,确保风机在停止状态时,抽吸泵不工作。

 

五、化学浸泡法清洗MBR组件的辅助清洗设备设计

1、在有条件的情况下,尽量实现整个MBR膜组件的整组清洗。

请先前要求做好膜组件的出池入池定位(在MBR设备设计中就要确保膜组件在生化槽腔内具有定位设计,可以采用“一面两销定位设计”),MBR设备设计中,要确保水管、气管做方便拆卸的活连接设计(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,建议用优质法兰连接或者采用双由令球阀连接(由令指的是union,活接的意思,即阀门两端是采用活接头连接)。

通常在膜组件的上方设置起重行车,行车起重量一般为1t,减轻膜组件吊装的劳动强度。

2 化学浸泡槽一般要做三个,槽的大小要膜组件放进去有较大余量,高度在淹没膜丝之后再留500mm的超高水位,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+膜组件底部到上层膜丝的高度+500mm超高。

3、三个浸泡槽边上要设置二个储液桶,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、每个浸泡槽配套一台FSB耐腐蚀氟塑料泵,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P=2~3Kgf/cm2时,DN50的自来水管流量Q=18~22m3/h

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

NaClO10%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,要单根打结处理。

 

六、MBR膜组件的在线反冲洗

1MBR膜组件在线反冲水量约为正常过滤流量的3~5倍,压力不要超过250KPa,否则会对膜丝造成损坏。在线反冲洗的前提是采购的膜片支持在线反冲,不要膜片不支持反冲洗却做了反冲洗,造成膜丝孔径扩大。

2MBR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,所以不要对在线反冲洗抱有太大希望。

长期使用,还是要采用化学清洗,才能确保MBR的使用寿命。

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 MBR膜组件的在线反冲洗由PLC自动控制,每天一次。

4 在有自来水水源的地方,反冲洗水可以用自来水,自来水末端装自来水过滤器,过滤精度需达到50μm。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。

5 没有自来水水源的地方,反冲洗水可以用经过MBR膜处理后的存在清水箱里的中水作为反冲洗水,此时要设置反冲洗泵(自吸泵),将清水箱里的中水打回MBR膜,反冲洗水泵流量Q=正常过滤流量的3~5(m3/h),水泵扬程H≤25m

 

七、MBR膜的品牌选用问题

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,但相应的问题不少。

价格方面,进口膜约为国产膜的35倍,在价格可以接受的前提下,尽量采用进口膜。

国产膜在保证足够的设计余量的前提下还是可以使用的,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,但通常设计人员还是要再增加余量,一般认为增加50%以上即可,不必增加太大余量。

市场上出现的平板膜,抗污染性能普遍优于丝状膜。

平板膜分为PVDF材质和PTFE材质,其中PTFE的抗污染性能强

PTFE目前只有进口产品,以日本的性能佳。推荐三菱和精工的膜片。

MBR膜的设计通量参考供应商提供的数据。

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