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MBR膜工艺设计计算

来源:一体化污水设备厂家 日期:2019-07-01 23:16 点击:  字体:
MBR膜工艺介绍:
MBR膜-生物反应器与传统活性污泥法原理相同,污水中的有机污染物都是通过微生物而进行分解,MBR膜工艺中是采用中空纤维帘式膜组件作为分离污水水和污泥分离的介质。所以在设计前也需要考虑污水的可生化性、进水水质、出水水质要求等因素,然后确定合适的工艺和相关的设计参数。
MBR膜工艺也可以理解为常规工艺的变型,只是去掉了沉淀池,采用膜过滤出水。MBR好氧生化池的污泥浓度比常规好氧生化池污泥浓度高,相对而言可以缩短污水的停留时间,减少池体的容积。
MBR膜中空纤维膜
MBR膜经典工艺流程图
MBR膜工艺流程图
                                             
常见的MBR工艺流程图:
MBR膜工艺流程图

MBR膜池活性污泥浓度范围
MLSS 建议适用范围 3000-8000mg/l。 污泥浓度过低会影响膜-生物反应器的处理效果,污泥浓度过高会加剧膜-生物反应器里中空纤维帘式膜组件的污堵,进而影响膜-生物反应器的正常运行。
MBR膜工艺预处理
MBR膜-生物反应器的预处理包括传统活性污泥法的预处理和保护中空纤维膜组件的预处理两部分
 传统活性污泥法的预处理
● 颗粒物的去除:粗格栅、细格栅、沉砂池
● 水量、水质调整:调节池、加酸碱调 PH 值、絮凝、沉淀
● 可生化性处理:微电解、水解酸化、厌氧、兼氧、接触氧化
保护MBR中空纤维帘式膜组件的预处理
● 除油设施
如果原水中含有油脂或矿物质油时,需要配备专门的除油设施(如吸附、气浮等),使油脂含量< 50mg/l,矿物质油含量< 3 mg/l。这是因为随着过滤的进行,油脂或矿物质油成份会广泛的吸附在中空纤维帘式膜组件膜丝的表面上,从而堵塞膜丝表面的微孔造成不可修复性的膜污堵。
转鼓过滤机
如果原水中含有头发及纤维状物质,在配备常规的粗格栅(20-25mm)和细格栅(5-10mm)后,还需要配备孔径为 1mm 的超细格栅。这是因为头发及纤维状物质很容易缠绕在中空纤维帘式膜组件的膜丝上,造成膜丝断裂或膜丝抱团引起活性污泥结块污堵膜丝,影响出水水量和水质。
● 消泡剂
如果系统污泥起泡比较多需要加消泡剂时,只能使用高级乙醇系列消泡剂,严禁使用硅胶系列消泡剂。这是因为随着过滤的进行,硅胶系列消泡剂会广泛的吸附在中空纤维帘式膜组件膜丝的表面上,从而堵塞膜丝表面的微孔造成不可修复性的膜污堵。
● 絮凝剂
如果在膜-生物反应器的前级处理中有使用絮凝剂时(特别是高分子絮凝剂如 PAM),应避免未絮凝的絮凝剂进入膜-生物反应器中。这是因为随着过滤的进行,絮凝剂会广泛的吸附在中空纤维帘式膜组件膜丝的表面上,从而堵塞膜丝表面的微孔造成不可修复性的膜污堵。
MBR膜-生物反应器MBR膜组件
MBR膜组件是MBR膜-生物反应器的核心部分,执行MBR膜-生物反应器截留过滤功能的成套装置,由PVDF聚偏氟乙烯中空纤维帘式膜组件、膜连接件、插槽、集水管、曝气管和膜机架等六部分组成。MBR膜片膜堆图。 
MBR膜-生物反应器膜组件的特点
(1) 膜丝保护性好,不易断丝
    由于与PVDF聚偏氟乙烯中空纤维帘式膜组件接触的膜插槽和连接件都是 UPVC 材质,表面光滑不生锈,PVDF聚偏氟乙烯中空纤维膜膜丝不容易被刮断。反之,如果用碳钢或不锈钢槽钢等做插槽,容易腐蚀生锈使表面不光滑,甚至形成毛刺状物质,极易刮断膜丝,进而影响出水水质和处理效果。
(2)气水旋回流好 
在膜框架下面设有穿孔曝气管,可形成的大气泡,并从MBR膜-生物反应器膜组件的底部向上爬升,形成良好的气水混合流,均匀冲刷膜片表面,在膜表面形成错流冲刷,保证了MBR膜-生物反应器的出水水质、水量和处理效果,同时可保持膜有较长的使用寿命(可维持较长时间的通水能力)。
(3)离线清洗方式灵活、方便
整个膜堆可以离线清洗,在离线清洗时可以将整个MBR膜-生物反应器组件吊入清洗池清洗。也可以将单片PVDF聚偏氟乙烯中空纤维帘式膜组件拆下来进行单独清洗,清洗灵方式活、方便。
(4) 吊装方便
MBR膜-生物反应器膜组件设计集约化程度高,将中空纤维帘式膜组件、膜连接件、膜插槽、集水管、曝气箱和膜机架六部分都集中在一起,而且进气口和出水口都采用活接或软管连接易拆装,安装、检修和清洗时吊装方便。
(5) 占地小、易于模块化、规模化设计
MBR膜-生物反应器膜组件集约化程度高,占地小。而且可以依据工程实际情况和客户需要灵活变动,易于模块化、规模化设计。
 抽吸泵
抽吸泵用于将PVDF聚偏氟乙烯中空纤维帘式膜组件截留过滤后的水抽吸出来排放或进入下一处理单元,抽吸泵的进口与集水管相连。
● 选型要求:抽吸泵应选择自吸泵,而且要求吸程>5 米
● 运行方式:抽吸泵设计运行 12 分钟,停运 3 分钟
● 安装要求:抽吸泵安装好后,要求抽吸泵的进、出水口都低于膜-生物反应器的有效水位,否则需要在抽吸泵的进水口安装一个饮水罐,主要用于保证抽吸泵的工作顺畅。另外,抽吸泵首次工作时需要进行灌水排气,否则抽吸泵可能抽吸不出水来,长时间这样还会损坏抽吸泵。
● 恒流量设计:膜-生物反应器(MBR)出水采用恒流量设计,并通过控制抽吸泵来实现,一般方法是为抽吸泵安装变频器或者在抽吸泵的进出口装一回流阀来调节流量恒定。
鼓风机
MBR膜生物反应器的鼓风机选型除风量大小不一样外,其他要求如风压、噪音等与常规活性污泥法一样。在膜-生物反应器(MBR)中,曝气量包括为微生物提供氧气的气量和为PVDF聚偏氟乙烯(PP)中空纤维帘式膜组件提供表面冲刷、吹扫作用的气量两部分,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。我们设计膜生物反应器(MBR)的气水比范围为 20:1~30:1,按膜面积计算为 1.74~2.60 L/min/m2。
反洗泵(选用)
反洗泵主要通过抽吸MBR膜-生物反应器出水或自来水来冲洗PVDF聚偏氟乙烯中空纤维帘式膜组件,具体选型要求:
● 流量:为单个或多个膜-生物反应器(MBR)膜堆出水量的 1.5 倍(取决于系统设计时反洗泵是对单个还是多个MBR膜-生物反应器膜堆同时进行反洗)
● 扬程:≤15 米
加药泵(选用)
加药泵主要是用来把加药箱里的药液打入PVDF聚偏氟乙烯中空纤维帘式膜组件膜丝的内部,为其提供低浓度和高浓度维护性清洗(在线清洗)时使用,具体选型要求:
● 流量:[(1L/m2x 膜面积)+加药管路体积]x2, 单位:L/h
● 扬程:≤15 米
● 抗腐蚀性能:耐强酸、强碱,一般选用塑料化工泵
● 药箱体积:(1L/m2x 膜面积)+加药管路体积, 单位:L
 
仪器仪表
膜-生物反应器的必配仪器仪表主要包括出水真空压力表、出水流量计和液位计等。其他的如在线 PH 计、在线浊度仪和在线 COD 仪等依客户需要配置。
● 出水真空压力表
出水真空压力表量程为-0.1~0MPa,最好是带报警的电接点压力表,主要用于监控中空纤维帘式膜组件的污堵情况。出水真空压力表一般安装在抽吸泵的入口,如果管路比较长,最好在靠近膜-生物反应器膜堆的地方再装一只就地出水真空压力表,方便观察。膜-生物反应器正常运行时出水真空压力表值为-0.02~-0.05MPa,当超过-0.05MPa 时,需要进行化学清洗。请联系我公司相关技术人员进行指导清洗。
● 出水流量计
出水流量计主要用于监测膜-生物反应器(MBR)的出水量,并按照恒流量设计来调节抽吸泵的变频器或抽吸泵的回流阀开关大小。
● 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:水位低于低液位时抽吸泵停运,水位低于中液位时原水泵运行,水位高于中液位时抽吸泵运行,水位高于高液位时原水泵停运。

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