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推荐:MBR膜组件设计及清洗事项

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学社我家 发表于 2019-11-16 08:39 | 显示全部楼层 打印 上一主题 下一主题
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,但维护的工作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。
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8 I8 r0 I3 N8 ?% T# g6 {& k2 C7 s. q该废水适不适合用MBR膜法
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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。
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$ a; ]/ d7 o! u, [1 q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)。$ J/ e% @: @$ |" P2tech.cn

! ?* G! R" Z  R& w0 j6 HMBR的品牌及相应的数量确定
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% ?. a9 ]* z. o6 P) U+ U( @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。# U6 |1 p# E" A8 F: `( m2tech.cn
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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。
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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。, u# W/ [+ {) b! R8 O4 A2tech.cn

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! C7 r2 h+ t4 e# z; I: {- }5 F8 V0 r+ Z2 YMBR膜组件的设计
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% a2 i; ^/ c! |: e4 P1.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;
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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。
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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。
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4 k5 F: x) R2 C& r  tMBR曝气装置的设计要点
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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。& h4 F1 q# Y$ u$ G6 b1 y2tech.cn
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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。/ w9 n, c: j9 P+ |4 X. |8 g5 S0 P2tech.cn

" B( e. U" T' L9 I0 I( D* \6 c3.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。
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7 t8 [0 r8 K' m: h% y4. 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。8 E% q  R0 r! z* ?2tech.cn

+ m, z% Y/ j" {, {8 LMBR抽吸泵的设计要点+ g6 r! g7 z: X2tech.cn
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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。
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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
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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)。
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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。1 V( w: P; d* o, H6 K  D/ q2tech.cn
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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。
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化学浸泡清洗
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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)。
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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;- @/ C9 }" u. I6 x2tech.cn

. j" D/ f* J' R. u" F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。# z5 |7 I: K% C- N( S2tech.cn
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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。
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- L, i0 C6 q) H4.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。
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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。
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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。3 ]# }, R" P  b5 ]7 R2tech.cn
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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。
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* n  N0 A6 P2 R8.常用化学清洗药剂及浓度:
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: `8 x2 K. z2 Z  n* e5 SNaOH(用来杀菌和清洗掉有机污染物):浓度1%~2%,浸泡时间>2h;; Z8 h, ]; a  h3 G9 _$ S& A2tech.cn
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柠檬酸(用来除去无机结垢,没有则省略):浓度2%,浸泡时间>2h;
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5 w; V! P) k" f$ b6 Q1 v! bNaClO(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;
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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;+ o1 ?3 P* q, w$ L: Q) k2tech.cn
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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。
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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。
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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。
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精彩评论1

 楼主| 学社我家 发表于 2019-11-16 08:40 | 显示全部楼层
在线反冲洗
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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。( ^, w0 \! @  F6 ^4 H1 g: D0 F& @2tech.cn
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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。( S5 C6 A+ U! T1 C- A7 q+ i- Y) T2tech.cn

2 L- ~  G2 R& W( d5 s- q3. 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。
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