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MBR反应器

MBR(膜生物反应器)的介绍
 浸没式平板膜组件为适合于MBR(膜生物反应器)的微滤膜组件。该组件由壳体、曝气管、产水集合管和膜元件组成。每个膜元件又由平板膜、隔网、支撑板和框架组成。与中空纤维膜相比,平板膜不易污堵。由东丽公司独家开发的平板膜因其独特的结构,不仅比中空纤维膜,而且比其它的平板膜抗污染能力更强,即东丽浸没式膜组件在相同产水流量的情况下,比其他品牌的膜元件透过膜的压力更低。此外由于膜的材料为PVDF(聚偏乙烯),具有化学稳定性好,物理强度高的性能。  平板结构PET无纺布支撑层,膜质地坚韧,比中空纤维耐污染(化学清洗频率低、易维护)。在正常操作条件下,适合用于MBR(膜生物反应器)的东丽浸没式膜组件可以有效地运行多年。
 
MBR(膜生物反应器)的特点
 
一、膜片特征
☆ 孔径小(0。08um),孔径分布区间窄;
☆ 开孔数量多;
☆ 膜表面改性(亲水性);
☆ 干膜,易于保存、运输;
 
 
二、PVDF平板膜性能
☆ 光滑的膜表面和细小的膜孔径可以保证卓越的污泥过滤性能,膜通量高;
☆ 膜抗污染性能突出;
☆ 操作压力低;
☆ 次氯酸钠溶液浸泡后性能稳定,不受氯等氧化剂损伤;
☆ 化学清洗后,通量可以得到有效恢复。
 
三、浸没式MBR膜组件的特点
 
1、过滤膜形状
 
膜元件是由具有竖直放置的支撑板作为夹层的平板膜组成。含有活性污泥的进水经平均孔径为0.08μm的平板膜过滤,过滤后活性污泥团状地沉积在膜的表面,从膜元件底部不断进入的气泡对其进行曝气,这是一个连续的过滤过程。下图展示了浸没式平板膜的过滤方式,进水中的活性污泥通过浸没式平板膜被去除。当然,气泡提供的氧气也用于进行生物反应,以分解MBR水槽里水中的有机物。    
 
2、膜的材料
 
膜的材料为PVDF(聚偏氟乙烯),PVDF是一种氟化聚合物,具有300万~400万的分子量,有较强的物理强度和化学稳定。PVDF膜材料渗透在非网状的纤维织物中,增加了过滤层与支持愤层间的结合强度,不容易脱落。这样的复合膜构造不仅保证了过滤精度,也增强了膜的使用强度。
 
3、膜表面孔径的分布
 
东丽的PVDF膜表面上孔的直径小而均匀,这使得膜不仅可生产高质量的产品水,而且可以防止细孔的污堵。根据孔直径分布的数据,东丽的PVDF平膜表面细孔的平均直径约为0。08μm, 标准偏差约0。03μm。
 
4、1.6m长的膜元件
 
膜元件的长度为1.6m,因此不用多段构造也能保证曝气的上升空气流对膜表面的有效洗净效果,而且提高了单位设置底面积的膜装填量。
 
四、MBR(膜生物反应器)的特点
 
1、紧凑合理的污水处理系统
 
MBR可以在高浓度的活性污泥(MLSS浓度是传统法的2~5倍)条件下,仍可以进行生物反应,含有众多有机组分的污水在短时间内或在更小的空间内可以被分解,生物反应速度较快。因MBR膜生物反应器中保有高浓度的活性污泥,在很大程度上减少了剩余污泥的排放。在MBR中采取负压出水,不需要二沉池,与传统的活性污泥法相比,安装MBR空间要小得多。 它可以适用于既有设备的扩容改造,也可以减少新建设备的占地面积。
 
 
 
2、高质量的处理水质
MBR不仅可以降解COD、BOD等有机物,还具有硝化去氮、除磷的功能;不可能发生悬浮物泄漏的问题,出水悬浮物含量极低;而且一些微生物如大肠杆菌,隐孢子虫、病毒等均可被微滤膜除去,处理水的消毒过程变得相当简单;处理水可直接作为中水再利用、农业水灌溉、也可以作为RO系统的前处理,用于一些工业用水项目上。
 
3、缩短处理工艺、占地面积少
 
由于采取MBR,替代传统活性污泥工艺中的二沉池、设备简单施工容易,比传统活性污泥法节省了设置面积。因此,整体建设费便宜,短时间施工可能。
 
4、运行维修管理方便
 
MBR处理系统简单且能抗冲击负荷,同时实现了水力停留时间( HRT )与污泥停留时间( SRT )的完全分离,运行控制更加灵活稳定,可实现微机自动控制,从而使操作管理更为方便。因系统中很少或几乎没有剩余污泥流出。污泥管理简单,劳动强度低,运行操作方便。
 
MBR(膜生物反应器)的应用
 
适用污水处理种类
 
☆生活污水(市政污水、小区等)
☆工业废水(化工、纺织、木材加工、造纸等)
☆医院污水处理
☆食品加工废水处理(酒类、肉类、饮料、奶制品等)
☆洗涤废水处理
 
适用用途
 
☆污水的生物处理
☆高浓度污水的达标排放
☆处理水的中水再利用
☆浓缩及固液分离
 
MBR(膜生物反应器)的主要设计运行参数
 
一、MBR平板膜组件技术参数
膜组件型号
TMR140-­050S
TMR140-­100S
TMR140-200W
TMR140-200D (双层)
膜元件数量
50
100
200
200
膜面积   [m2]
70
140
280
280
标准处理水量  [m3/d]
35
70
140
140
曝气量  [m3/min]
0.65~1.0
1.3~2.0
2.6~4.0
1.8~2.0
尺寸[mm]
810
810
840
810
950
1,620
3,260
1,620
2,100
2,100
2,100
4,160
重量          [kg]
400
695
1,430
1,365
材质
框架
304 S.S.
集水管
304 S.S.
曝气管
304 S。S。
 
二、MBR的主要设计参数
 
为了保持良好的处理能力,进水的MLSS浓度、粘度、DO(溶解氧)及pH值应处于合适的范围内。建议分析原水水质(COD、BOD、T–N、T–P等),根据可生化性选择MBR组件,建议原水BOD5不应低于100mg/L。
 
(一)膜组件标准运行条件
预处理格栅
小于 3 mm
污泥浓度 [mg/L]
7,000  18,000
温度[度]
5 – 40
pH
5 – 10
膜通量 [m3/m2/d]
0.2 – 1.5
曝气量 [N-L/min/Element]
13 – 20(对于TMR140-200D ,9 – 10)
跨膜压差[kPa]
不超过 20 kPa
    在废水种类和使用环境(特别是污泥性状)不同时,可能会有所变化。
 
(二)膜组件的安装尺寸
 
图中的W1为膜组件长边到反应器壁的距离,W2为膜组件之间的间距,W3为膜组件宽边到反应器壁的距离,a为膜组件上缘与反应器中最低水位之间的距离,b为曝气管和反应器底部的距离。
           
水深方向位置图
                                                                         
 
平面布置图
 
取值范围:
 
W1= 380~680mm            W2= 430~730mm            W3= 400mm(推荐)
a≥ 500mm                         b≤ 400mm
 
注意:在处理水量较大时,反应池应设置成二座,每个反应池内设二列膜生物反应器组件,每列组件的数量应一致,以保证整体的处理效果。
 
(三)MBR周边设备
 
1、自然水头运转
 
从反应池的液面到过滤出水口之间的高度差形成的自然水头作为进行过滤运转的动力。推荐使用贯通膜生物反应器的过滤水出水口连接方式。对于不贯通跨越池壁的情况,必须使用虹吸作用设备(自吸泵)。
 
2、泵抽吸运转
 
出水控制阀的开度由流量计自动控制。此外,如果反应器内的水位下降至下液位时,停止过滤出水;如果升至上液位时,停止进原水。原水流量的波动通过调节池来解决,调节池的容积须满足原水水量
的波动调节。
 
3、附属设备
  1)格栅--为保护膜,防止堵塞,请使用3mm以下的格栅作为膜生物反应器的原水预处理设备。
 
  2)流量控制装置--在出水管路上设置流量控制装置,控制出水流量。多个膜组件运行时,推荐每个膜组件都设置控制装置。
 
  3)压差计--在出水管和膜生物反应器内,设置压力表,测定膜间压差(压力表设置在同一高度,可直接测定膜间压差)。
 
  4)曝气设备(鼓风机等)--由曝气管输送,每一台膜组件的曝气量请按照膜组件安装方法的标准曝气量进行选定。
 
  5)曝气空气流量计--测定曝气管供给的曝气量。多个膜组件同时运行时,推荐每个系列设置曝气空气流量计。
 
  6)过滤水抽吸泵--采取泵抽吸运转时,请选定流量、扬程、吸程等参数对应的自吸泵。
 
  7)液位计--设置在反应器内控制液位。
 
(四)配套管道连接
 
   1)曝气管
 
使用法兰连接,并方便拆卸管道。从鼓风机出口管道上安装清洗曝气管的旁路管道和阀门,建议使用自动阀门实现自动清洗。
 
   2)集水管
 
在自然水头运转时,推荐使用从膜生物反应器向下取水的连接方式。
在泵抽吸运转时,当泵的位置比膜生物反应器高时,推荐使用从膜生物反应器向上取水的连接方式;当泵的位置比膜生物反应器低时,推荐使用从膜生物反应器向下取水的连接方式。
在过滤水真空阀和集水管之间介入分支配管,安装注入药液用的真空阀和抽空气用的真空阀。
 
三、MBR的其它参数
 
(一)运行方式
 
在过滤运转中,存在简便的连续过滤运转和间歇过滤运转方式。在间歇过滤运转状态下,过滤的启动和停止是交替操作的,而曝气是连续进行的。
当过滤暂停时,曝气仍继续。没有抽吸操作的曝气可以实现有效的膜面清洁。尽管过滤的启动和停止需要控制设备,当需要高通量时,推荐并鼓励使用间歇过滤运转方式。
推荐间歇过滤方式的运转设定:8min运转,2min停止。
 
(二)保管方法
 
请在避免阳光直射的室内平放保管,温度在5~40℃范围内。从搬运到开始运行的整个过程中,请小心保管,特别在可能有焊接、熔接、熔接、磨床等发出火花的场合,请覆盖上防火层。另外,不得冰冻;防止雨水淋湿;不得浸水;不得放压重物等。
 
(三)膜组件的安装顺序
 
   1、曝气部分安装;
   2、曝气管配管连接;
   3、膜组件部分安装;
   4、集水管配管安装。
 
(四)运行管理
 
   1、标准运行条件
 
为了保持良好的处理能力,必须确保MLSS浓度、黏度、DO(溶解氧)及pH值等处于合适的范围内。原水中含有较多的夹杂物或粗粒的SS(悬浮物质),以及油脂成分比重较大时,必须进行适当的预处理。另外,必须添加消泡剂去除反应器中的泡沫时,请使用不易结垢的酒精类消泡剂。
 
   2、膜生物反应器日常检查
 
   1)跨膜压差
   2)曝气状态
   3)活性污泥的颜色及气味
   4)MLSS(污泥浓度)
   5)污泥黏度
   6)DO(溶解氧浓度)
   7)pH(正常6~8)
   8)水温(正常15~40℃)
   9)水位(通过液位计、水泵和膜元件膜间压差检查)
 
四、维护管理
 
(一)维护管理项目及实施频率
 
     1、曝气管的清洗(频率:每天一次)
 
     2、膜元件的药液清洗(频率:同一过滤流量下跨膜压差比初期稳定运行时的跨膜压差高5kPa时,或者每半年一次,择两者间更短时间内进行一次药液清洗。)
 
     3、出水管的更换(频率:大约每3年一次,可视使用情况各异)
     ☆  更换出水管时,请使用指定的型号。
     ☆  所更换的零件的详细规格、取得方式等详情请向我公司咨询。
     ☆  更换出水管时,将出水管牢固地插入出水口根部。
     ☆  更换出水管时,避免对膜元件和集水管进水口用力过度,防止损坏。
 
(二)曝气管的清洗方法
 
曝气装置的曝气孔结垢可能会造成曝气不均匀和膜的堵塞。为了防止膜的堵塞,请每天进行一次曝气管的清洗(建议设置自动阀进行曝气管的自动清洗)。
 
(三)膜元件的化学清洗
 
当膜表面的孔堵塞时,跨膜压差升高,需要进行化学清洗。
 
     1、同一过滤流量下跨膜压差比初期稳定运行时的跨膜压差高5kPa时,或者每半年一次,择两者间更短时间内进行一次药液清洗。
 
     2、当跨膜压差上升过快时,尽早进行药液清洗,可有效地解决膜表面的孔堵塞问题。
     
     3、如果6个月内,膜间压差高5kPa时,观察花费了多长时间。使用也清洗常规化,这能有效地延长膜的寿命。
 
(四)使用的药品
 
请选择与污染物对应的药品,见下表。
污染物质
药品名
药液浓度
注入药液量
清洗时间
有机物
次氯酸钠
2000~6000mg/L(有效氯浓度)
5L/膜元件
1~3小时
无机物
草酸
0.5~1.0wt%
5L/膜元件
1~3小时
无机物
柠檬酸
1~3wt%
5L/膜元件
1~3小时
(五)药品的使用操作
 
清洗使用的药品可能含有触及人体时会造成伤害的物质,因此请在仔细阅读药品的产品安全手册(MADS)的基础上,务必装备有保护眼镜、手套等保护用具,操作时请非常小心。附着到皮肤时,请按照MADS进行该药品对应的处理措施。
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