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三菱化學MBR膜組件應用設計指南
2021-12-03 16:40:05 來源：恒大興業
三菱化學MBR膜組件應用設計指南
一、進水條件
MBR膜組件主要用于以MBR膜技術為核心的城市污水、生活污水和類似的有機廢水處理。當用于處理工業廢水時，要注意調查分析進水來源狀況，特別注意是否含有對膜產生危害的物質。當工業廢水中含有微生物難以降解的高分子物質時，應考慮減小進水負荷，或采用其他預處理措施。以下為部分重要的原水進水條件。
1、 重金屬
針對重金屬含量超標的工業廢水，采用適宜的前處理方法處理后，可直接使用本產品。
2、 油分
一般情況下，油脂成分容易堵塞膜孔，因此原水*好不要含有過多油脂成分。當原水的 n-Hex 值（正己烷提取物質）超過 50mg/L 時，需要采用除油預處理措施。對進水中油分要求如下：
（1）總植物油 50mg/L 以下。
（2）礦物油 3mg/L 以下。
3、消泡劑
膜清洗過程一般采用NaClO作為清洗劑，清洗后，由于NaClO的作用，膜池內污泥可能起泡，此時可能需加入消泡劑進行消泡。建議使用高級乙醇系列消泡劑，勿使用硅膠系列消泡劑，以免被吸附到膜表面，引起不可逆的膜污染。
4、pH
與傳統活性污泥法相似，MBR 工藝*佳的運行酸堿條件pH6～9，超出此范圍易造成活性污泥的死亡。
5、 溫度
進水溫度要求與普通活性污泥法相似。溫度低于10度時，需考慮溫度降低對膜通量的影響。
二、預處理
為了確保膜的安全穩定運行，建議進水采用1.0mm以下網狀格柵進行預處理，以減少纖維狀物質進入膜池，避免膜絲受到損害。
1）處理市政和生活污水時，請一定要用細孔格柵對原水進行預處理。
2）處理工業廢水時，當含有固體物質和纖維狀物質時，一定要設置細孔格柵對原水進行預處理。同時，需要根據原水的性狀，對原水進行中和或絮凝沉淀等預處理。
注意事項：
MBR系統需執行嚴格的預處理要求，不采用1.0mm及以下超細格柵，會加速膜元件污染并增加離線清洗頻率，嚴重時會明顯降低膜元件壽命。對于大型污水處理廠，建議超細格柵后，增加曝氣沉砂池，減少進入膜池中的大粒徑顆粒、毛發、纖維等物質，這點對MBR系統長期穩定運行至關重要。
三、活性污泥
1、MLSS濃度
建議膜池內混合液MLSS濃度維持5000～12000mg/L。
與通常的沉淀法不同，MBR技術是用膜來進行固液分離，MLSS能夠保持高濃度。建議根據進水水質情況，控制MLSS濃度在5000～12000mg/L的范圍內運轉。上限為15000mg/L，超過時，跨膜壓差有時會急劇上升。由于原水的性狀不同，當MLSS濃度超過12000mg/L時，跨膜壓差有時也會上升。MLSS濃度的下限為5000mg/L，低于該值時，跨膜壓差有時會急劇上升。
2、混合液濾紙過濾性
混合液濾紙過濾性是指：50mL的膜池污泥混合液在>15℃時經中速定量濾紙（Φ8cm）過濾5min后得到的濾液體積。混合液濾紙過濾性應大于15mL。
3、污泥泥齡（SRT）
控制污泥泥齡時，需要綜合考慮進出水水質情況、活性污泥性狀和除磷要求等多方面因素，建議維持在15～30天之間。
四、主要配套設備- 膜抽吸泵的選用
- 1）通常使用離心泵，小型水廠采用自吸式泵。
- 2）在過濾泵的排出側設置恒定流量控制閥，大型工程建議采用變頻控制流量，采用過濾泵進行定流量過濾。
- 3）間歇抽吸的設定：為保證膜組件穩定運行，務必按照以下間隔進行間歇抽吸運轉：抽吸時間7min以內停止時間1min以上。若不設停止時間連續抽吸，膜表面會堆積污泥的凝聚體和微粒子，并加快跨膜壓差的上升。一般抽吸時間設定為7min，停止時間為1min。停止時間定為1min以下時，在停止時間內，由于不能充分解除膜組件內部的負壓，降低清洗效果，加快跨膜壓差上升。
- 2、鼓風機
- 1）應考慮采用可靠，風量滿足設計要求的鼓風機，并安裝備用設備，可選用常規的羅茨鼓風機或離心鼓風機。
- 2）有關鼓風機及空氣管路的設計參照國家有關規范。
- 3）鼓風機停止時，必須停止膜過濾，否則跨膜壓差會快速上升，這是因為在無曝氣下過濾，容易引起污泥附集在膜表面而導致膜污染。對于自動停止過濾功能的系統，尤其在鼓風機的皮帶脫落時，需要采取對策。
膜出水流量必須按設計流量進行控制；
任何情況下，要曝氣停止，必須先停止抽吸出水；
但曝氣量不足時，必須降低膜出水量。
五、曝氣方式及風量
1）曝氣方式：高低強度交互曝氣。
2）控制原理：采用高低曝氣強度相結合的方式，低曝氣強度是一個維持量，使膜組器的膜絲輕微抖動，有效地清除了膜絲表面松散的泥餅層；高強度曝氣以膜絲的碰撞摩擦機理為主導，有效地清除了膜表面上粘性較大的凝膠層。確定了*佳高低曝氣強度比，并根據壓力上升速度的大小，自動計算高強度曝氣歷時長短與高低曝氣交互周期。高曝氣強度大、曝氣的歷時短，低曝氣強度小、曝氣歷時長，二者綜合，平均曝氣強度小于恒流量曝氣強度，不但降低了運行能耗，而且有效控制了膜污染。
3）控制方式：組器間循環高低脈沖，或廊道間循環高低脈沖。
4）控制參數：低曝氣強度55～100Nm3/(m2h)；高曝氣強度180～220Nm3/(m2h)，即不宜超出正常曝氣強度過多，高/低曝氣時間比例3～15%。
5）選擇變頻風機，方便調整控制參數，實現節能降耗。
2、膜曝氣風量的設計
MBR膜組器所需的風量依據膜組器的截面積和曝氣強度進行計算：
膜組器曝氣的所需風量（Q）=曝氣強度（K）*膜組器的（投影）截面積（As）。
1）曝氣強度K
為平均曝氣強度；對于普通生活污水和市政污水，推薦曝氣輕度K選60～110Nm3/(m2h)；曝氣強度與設計運行狀態下的MLSS有直接關系。MLSS越高，曝氣強度越大，*高可以選用150Nm3/ (m2 h)。如果出現污泥形狀惡化、水溫較低等情況，有時甚至需要200Nm3/ (m2 h) 的曝氣強度。
2）膜組件的（投影）截面積（As）
膜組件的（投影）截面積（As）是以膜組件（內壁范圍內）平均垂直投影面積，以m2為單位。As=a（m）×b（m）
說明：
1）工程設計時，需計算出該空氣量和生物處理所必需的空氣量，并進行比較，以數值較大的空氣量值為基礎設計。但是實際運轉時，需要確認活性污泥的DO值和水力循環流的狀況，適當調整空氣量。
2）處理工業廢水時，由于生物處理所需的空氣量較大，此時應按擦洗所需的空氣量設計曝氣強度，剩余的空氣量應盡可能在不妨礙水力循環流的場所曝氣。尤其是原水BOD5較高的情況下，有時需要在膜池以外另設曝氣池。
六、化學清洗系統為了確保膜組件長期的穩定運轉，在運行過程中需要進行在線和離線化學清洗。
三菱化學MBR膜系統的維護主要分為維護清洗、恢復清洗、浸沒清洗。本操作默認12％次氯酸鈉溶液，比重1.19。
1）維護清洗
維護清洗為了定期清除膜表面的堵塞物，控制粘結層增厚及膜間壓差的上升，以達到穩定運行。1 次／1 周為標準，采用有效氯濃度 500ppm 的 NaClO，通液30分鐘。在清洗時，停止曝氣。
2）恢復清洗
恢復清洗是在跨膜壓差超過15KPa時進行，其目的為清除膜片的堵塞物，使膜間壓差恢復到初期值的狀態。每3個月1次為標準，清洗前停止曝氣，然后采用有效氯濃度 3,000ppm的 NaClO溶液,通液30 分鐘。通液完畢后，在該狀態下維持 30～90 分鐘。啟動稀釋水泵，把系統內的藥液排出并重新 開始曝氣。曝氣重啟經過經過 0～15分鐘之后，重新抽吸運行。
3）如果進行 NaClO藥液的恢復清洗之后，膜間壓差還是較高時，可以考慮是由無機物堵塞引起的，所以要進行酸（1%草酸、1%檸檬酸）的在線清洗。
浸沒清洗
當恢復清洗不能使膜間壓差恢復時，或者因機器設備的故障膜間附著污泥時，把膜組件整體浸沒在藥品清洗池內，清除堵塞物，其目的為使膜間壓差恢復到初期值的狀態。
浸泡前水洗膜組件。
將膜組件整體或膜片浸入到含有效氯濃度 3,000mg/L的 NaClO 或酸（1～2%草酸或檸檬酸） 的藥液進行浸沒。 浸沒時間 NaClO為 6 小時～24 小時； 酸為 2 小時左右。浸泡后再次水洗膜組件。
注意事項：
1.在離線清洗時，需避免在有風天氣內進行，清洗時避免太陽曬；
2. 卸膜片沖洗時需謹慎操作，嚴禁大力強行拉拽，否則會引起膜絲斷裂；
3. 沖洗時應控制水槍壓力不高于0.08Mpa，并保持水槍噴頭與膜片間大于1米距離，沖洗水流與膜片的角度小于30 度；
4. 每隔20min 進行淋水處理。當外界條件惡劣時，為了防止膜絲變干，需縮短淋水的間隔時間。清洗完成后需馬上浸入水中；
5. 冬季時應考慮系統防凍，請絕對不要讓膜組件凍結。
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