MBR膜生物反應器使用及清洗維護詳解
標簽： 超濾膜
MBR膜生物反應器簡介
MBR膜生物反應器（Membrane Bio-reactor , 簡稱 MBR）是一種將傳統生物技術與高效膜分離技術相結合的新型污水處理與回用工藝。該技術不僅可以在生物反應池內維持高濃度的微生物量，提高處理裝置的容積負荷，節省占地面積，而且可以高效進行固液分離，取代了傳統工藝中的沉淀和過濾技術，系統出水水質好，可直接作為非飲用市政雜用水回用。
膜生物反應器MBR優缺點對比
| MBR的優缺點 | MBR的不足 |
| 1、高效的固液分離，出水水質優質穩定 2、剩余污泥產量少 3、占地面積小，無需二沉池，工藝設備集中 4、可去除氨氮及難降解有機物 5、克服了傳統活性污泥法易發生污泥膨脹的弊端，操作管理方便，易于實現自動控制 |
1、投資大：膜組件的造價高，導致工程的投資比常規處理方法增加約30％－50％ 2、能耗高：泥水分離的膜驅動壓力;高強度曝氣；為減輕膜污染需增大流速 4、膜的壽命及更換，導致運行成本高。膜組件一般使用壽命在5年左右，到期需更換 |
MBR中空纖維膜對比MBR平板膜
| 名稱/項目 | 中空纖維式 | 毛細管式 | 螺旋卷式 | 平板式 | 圓管式 |
| 價格（元/m³） | 40-150 | 150-800 | 250-800 | 150-600 | 400-1500 |
| 充填密度 | 高 | 中 | 中 | 低 | 低 |
| 清洗 | 難 | 易 | 中 | 易 | 易 |
| 壓力降 | 高 | 中 | 中 | 中 | 低 |
| 可否高壓操作 | 可 | 否 | 可 | 較難 | 較難 |
| 膜形式限制 | 有 | 有 | 無 | 無 | 無 |
中空纖維膜組件對比板式膜組件
| 中空纖維膜組件 | 板式膜組件 |
| 1、中空纖維膜絲柔性, 可反沖洗 2、獨立的清洗 3、填充密度：160m2/m3 4、典型膜通量：15L/m2.h 5、纏繞式纖維物質，污泥堵塞,卡在纖維間，無法通過反沖去除化學清洗 |
1、支撐板式平板膜:膜片為剛性,不可反沖洗 2、獨立的清洗 3、填充密度：80m2/m3 4、典型膜通量：20L/m2.h 4、溝槽式,低填充密度，堆積在板間，始于板固定處，沒有反沖洗化學及機械清洗 |
中空模和平板膜預處理要求
| 中空膜預處理要求 | 平板膜預處理要求 |
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1、進水水源：適用于各種水源 2、pH值：1-10，對于易結垢原水需特別注意 3、源水中最大粒徑≤2mm 4、源水含油量<2ppm（大于2ppm必須進行除油預處理） 5、硬度（CaCO3）<150ppm（視pH值、結垢等確定指標） |
1、水溫：5-40℃ 2、動植物油<15% BOD， ppm 3、石油類≤10 ppm 4、鈣離子（Ca2+）<100ppm（大于100ppm，建議采用鹽酸作為無機污染物清洗藥品） 5、氯離子（Cl-）<3000ppm（大于3000ppm，建議采用316L以上不銹鋼材質） |
MBR膜生物反應器設計需求
| 廢水水質 | 水質條件至少包括：BOD、COD、TSS、VSS、N、P、Alk |
| 現場條件 | 包括：咨詢報告、場地限制、特殊地貌，若是改造項目，還需工廠平面圖、池子和渠道尺寸，歷史運行數據等 |
| 處理量和水力負荷 | 該信息對工藝配置和處理工藝的選擇具有決定意義 |
| 出水水質要求 | 根據出水用途，出水水質決定了處理工藝流程的選擇 |
MBR膜生物反應器使用要點
| 廢水是否適合用MBR膜法 | 1、MBR膜工藝不是萬能的，它屬于微濾膜，按能通過的顆粒物粒徑來定義的。所以，對于它來講堵塞問題是關鍵，一些易結垢、含油類物質和粘稠性物質較多的廢水，建議不要采用MBR膜法。 2、不適合MBR法的廢水類型有：乳化液/研磨液/淬火液/冷卻液廢水、表面活性劑廢水、石油類廢水、脂類廢水（有預處理措施除外） |
| MBR的品牌及相應的數量確定 |
決定了用MBR膜，那么下一步是決定用什么牌子，目前，MBR膜的質量進口和國產的差距還是很大的，雖然國產品牌通過增加膜絲數量、減少通量設計量也可以滿足需要，但相應的問題接踵而至。 1、從價格方面，進口膜約為國產膜的3-5倍，在價格可以接受的前提下，盡量采用進口膜。當然，國產膜在保證足夠的設計余量的前提下還是可以的，重要的是設計人員要跟供應商做好深入的技術溝通 3、膜的設計通量參考供應商提供的數據 |
| MBR膜組件的安裝注意事項 | 1、把膜片拼裝在一起形成一個膜組件，特別注意的是，膜片與膜片之間間距要足夠大，有效距離要大于70mm，如果膜片本身膜絲密度大，那么有效間距要適當放寬，這樣做的目的是保持沖洗氣流順暢到達頂部膜絲，也可以減少膜絲之間的板結和截留物，減少膜組件的清洗頻率。平板膜的間距只要7-20mm就可以了；太大的間距導致占用空間較大。 2、膜片橫向和豎向裝都可以，具體取決于安裝的空間；橫向裝時，膜絲保持微下垂，下垂幅度保持在10mm，在保證膜絲不受拉力的前提下盡量直，這樣膜絲和膜絲之間就不會留有太多的雜物；推薦使用豎向安裝的方式。 3、不能把膜組件做的很大，因為太大的膜組件，其安裝密度就會大，同樣的攪拌空氣量對它來講卻顯不足，當膜片上積累很多包裹物的時就需要對膜片進行噴洗，用高壓水槍或自來水，安裝太密會很難沖到內層膜片，建議單個膜組件處理量不要超過1.5m3/h。 |
| MBR膜曝氣裝置的設計要點 | 1、曝氣裝置可以固定在池底（需要做膜組件承托架和膜組件滑入導軌），也可以跟膜組件做在一起，各有優劣，曝氣管的位置要做精心考慮，采用DN20穿孔管，每個膜片間隙對應一路穿孔管，穿孔大小Φ2.0mm，穿孔間距大于40mm，相鄰兩路管穿孔位置交錯穿插，孔口做單排垂直向上，有很多雙排、斜向下的做法，個人認為不可取，沉降的污泥不會對孔口產生堵塞。 2、曝氣量的大小進行粗略估算，根據經驗數字，按照汽水比20:1（以說明書為準）（常規池深3.5m），風機排風壓頭選型比最高液位高0.01Mpa；風機出口設置泄氣閥，泄氣管口徑全開能卸掉70%的空氣量即可，泄氣口上加裝消音器，這套裝置用來控制生化槽中的DO值以及保護風機。 3、每個膜組件曝氣都設置單獨的調節閥，同時整個生化槽的充氧曝氣要另外做單獨的控制閥，用微孔充氧曝氣裝置，確保能靈活調整攪拌空氣量和充氧空氣量。 4、MBR池DO控制最佳為2.5-5之間，正常液位約為3ppm，在液位高低不同時，DO也會有變化，不宜長時間超過5.0ppm。 |
| MBR抽吸泵的設計要點 | 1、有條件的情況下，盡量每個膜組件配1臺泵，這樣方便觀察判定每個膜組件的狀態（壓力和通量），但多個膜組件共一臺也可以，在每個膜組件吸水管路上裝流量計。 2、抽吸泵盡量低于液位安裝，越低越好，在膜組件正常狀態下，靠虹吸也是可以出水的，如果MBR池是地下池，那就做地下機房，確保抽吸泵能有足夠的吸程。低于MBR主要的參數是跨膜壓差，各品牌規定略有不同，一般不宜高于0.03 Mpa，在這里跨膜壓差不一定等于真空表讀數，還要看泵的進水口高度和生化池液位的高度差，如果真空表的讀數為0.03pa，生化池液位比泵進水口高1m，那么此時的跨膜壓差為0.04Mpa。若泵安裝位置高于生化池液位1m，則此時的跨膜壓差只有0.02Mpa，公式就是：跨膜壓差=真空表讀數（取正）+（生化池液面高度-抽吸泵進水口高度）。 c.抽吸泵出口管路一定要加裝透明流量計和取樣閥，透明的流量計就可以直觀的看到水質狀態，每個流量計前面或后面加調節閥，用來調節膜組件的出水量。 d.電氣控制：一般設置MBR抽吸泵運行為13min運行，2min停止，能有效減少堵塞的頻率，具體啟動停止時間要征求廠家的意見，在電接點壓力表壓力超限時，能停泵并報警；抽吸泵要能與風機聯動，風機在停止狀態時，抽吸泵不工作。 |
MBR膜污染種類及其清洗方式
| 化學浸泡清洗 | 在線反沖洗 |
| 1、在有條件的情況下，為了減少工作強度，能實現整個膜組件的清洗，這就要求做好膜組件的出池入池定位，水管及氣管要做方便拆卸的活連接（氣管如果不與膜組件做在一起則氣管不用考慮），而且這個活連接要經久耐用，個人建議用優質法蘭連接或者采用著名品牌的雙由令球閥連接，膜組件的起落配套行車，能有效減輕勞動強度，行車貼牌500kg（實際可以做到1t的起重量） 2、化學浸泡槽要做3個，大小要膜組件放進去綽綽有余，高度在淹沒膜絲之后再留500mm超高，每個浸泡槽要做好穿孔曝氣管道及其保護平臺；浸泡槽總深度=池底平臺高度+膜組件底部到最上層膜絲的高度+500mm超高 3、3個浸泡槽邊上要設置2個儲液桶，其容量要大于浸泡槽的有效容積，用來將清洗藥液重復利用 4、每個浸泡槽要配套1臺塑料排污泵，用來將藥液從浸泡槽中移送到儲液桶或排放 5、要考慮洗過之后的廢液的處理方式，NaOH可以當作藥劑加入到系統中，NaClO經過澄清處理直接排放或儲存回用即可，檸檬酸可以慢慢投加到生化處理系統中 6、每個浸泡槽的攪拌空氣量按照劇烈攪拌來設計，并安裝有調節閥。 7、浸泡槽要設有自來水加入管道，管道要粗，避免在自來水注水上浪費時間，注滿時間以10min為宜，參考數據，在自來水壓0.2-0.3Mpa時，DN50的自來水管流量約18-22m3/hr 8、可設計一套可以在線進行MBR浸泡清洗的MBR池，可避免MBR膜組件起吊等勞動量，實現自動在線浸泡清洗 |
1、首先不要對在線反沖洗太具有依賴性，MBR的反沖洗跟傳統意義的反沖洗的效果不同，MBR的正常堵塞大部分是由微生物在膜絲內部的滋生繁殖引起的，而由顆粒物引起的硬堵塞占很小的分量 2、但在線反沖洗還是需要增加設計，可用來應對非正常堵塞的情況，比如污泥狀態惡化、MBR抽吸泵流量被誤操作調的很大或進入了微小顆粒物，引起了硬堵塞，反沖洗也很有效果 3、在線反沖洗由PLC自動控制，每天一次（前提是采購的膜片支持在線反沖，如不支持在線反沖卻對其進行反沖洗操作則會造成膜絲孔徑擴大），反沖用的水源請確保至少是自來水，末端裝自來水過濾器，過濾精度需達到50μm，反沖水量約正常過濾通量的3-5倍，壓力不要超過0.25Mpa，否則會對膜絲造成損壞，可以直接由自來水管路接入，不用裝加壓泵，但務必要裝壓力表和流量計 |
MBR膜生物反應器清洗步驟及注意事項
水沖洗→水浸洗→堿液浸洗→檸檬酸浸洗→NaClO浸洗→水沖洗→復位備注
1、檸檬酸為有機酸，使用不受限制，但如果距離下次使用超過1個月，就會在儲存過程中發霉變質，建議一次性使用
2、每次清洗完需要檢查膜絲斷絲，對于斷絲單根打結處理
MBR膜常用化學清洗藥劑及濃度
1)NaOH（用來殺菌和清洗掉有機污染物）：濃度1%-2%，浸泡時間>2h；
2)檸檬酸（用來除去無機結垢，沒有則省略）：濃度2%，浸泡時間>2h；
3)NaClO（10%液體，用來深度殺菌，恢復膜絲過濾功能）：濃度5%，浸泡時間>2h；
4)酒精（95%工業級酒精）單片浸泡2min，用來恢復失水后的膜絲，未脫水則省略
