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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 S- I( g$ ]2 e8 A: R7 a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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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)。1 K2 G* U5 F1 ?, y2tech.cn

" z. f8 q  m, r) r) aMBR的品牌及相应的数量确定; O, [: w% i8 K. }! o8 G2tech.cn

8 r2 ?0 f" X4 }  Z2 X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。
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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。! [7 r% v; j/ x5 ]8 o2tech.cn
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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。
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  t. X3 D- k1 Z5 w$ s; A6 s 环境学社4.jpg * o4 D# L2 \9 ]9 Y1 L" c7 b9 g! C2tech.cn
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MBR膜组件的设计: b  ~) q4 A: y4 V2tech.cn
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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;
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/ l) D) ?# K- x0 ^6 Q2.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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4 \7 X8 ]0 `; ^: H3.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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' r5 g" B9 _1 E, G/ `' RMBR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。) h% M/ ^; S0 M: f# G9 n9 k2tech.cn

8 R3 Y' ^  m$ H% L. ~! R7 M* r2. 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。
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( v* B9 B+ q+ k( l: L" a3.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。0 F2 x' z2 J1 ]) X- f+ f5 }2 n( M2tech.cn

2 ?3 @9 y+ A7 v- n: R& v4. 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。
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5 Z/ ^* R5 t% s) |MBR抽吸泵的设计要点
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) U5 P5 c1 J4 X7 j: K* S. a1. 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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! V( g8 P  }/ R) t2. 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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6 v, _- |+ [. v' B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)。9 `( E9 ]: E6 f+ F" P( ?, R. q2tech.cn

" h4 A- l) |' n( ?1 ^+ G1 W) M3. 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。. |7 [. _9 ]9 a2 O3 n+ t2 ~2tech.cn

) A$ V, X( s, g9 f+ d  Y% o7 y4. 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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0 ~5 w( O) K3 }  A+ H) ?$ M. B  s/ r化学浸泡清洗0 D- \; o% r$ l+ p4 U6 e: j  q2tech.cn
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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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0 _/ |- Q( V& K! Y2. 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;
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. E0 A" b: o  B' [; z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。" T8 s* g5 @3 h2 L2tech.cn

. r. C8 c: @( Y% w, i+ P  m3.3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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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。
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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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$ `& z8 _# f' k6.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。
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- B& Q3 o$ p% N- f$ w7.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。* i% @( e3 f- V/ |2tech.cn

+ Q3 e% z! q2 d/ L, Q9 V, a8.常用化学清洗药剂及浓度:+ n- Q5 \* C# }. \! `2 s" D, f2tech.cn

- l0 a2 U5 m/ H$ k- _NaOH(用来杀菌和清洗掉有机污染物):浓度1%~2%,浸泡时间>2h;
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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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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;
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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;/ @4 `, h5 b& l1 Y1 o: 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。1 k9 p$ ?# p9 F3 d  V6 T( k2tech.cn

- F5 o7 j+ U0 X* f4 t8 q' j, }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。' @1 M+ W/ I: O' Q6 g& N2tech.cn
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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。
) N7 `% ]" X7 M
& U) d3 N3 H5 ~; O2. 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。) `! O0 a7 P' ~4 N+ K2tech.cn

- f: ~% V5 _9 K' j9 F# p' c3. 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。
; E* ~+ g3 v+ |$ N# X! y5 Y: j2tech.cn
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