20Th生活污水MBR技術方案

1、480T/d(20m3/h)生活污水處理膜生物反應器(MBR)方 案 書 方案僅供設計院及OEM工程公司參考。1 設計基礎資料1.1 設計進水水質(zhì)設計進水水源為生活污水，甲方未給出具體進水水質(zhì)指標，按常規(guī)生活污水水質(zhì)設計，指標如下表。設計進水水質(zhì)序號監(jiān)測項目單 位指 標1CODmg/L450.002BOD5mg/L200.003NH3-Nmg/L30.004TNmg/L45.005TPmg/L4.006SSmg/L200.007動植物油mg/L80.008礦物油mg/L5.00需方未提供水溫資料，本方案暫按最低水溫為15設計。1.2 產(chǎn)水水質(zhì)和水量MBR出水水質(zhì)達到GB 18918-2002

2、城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準一級A標準。主要指標如下：參數(shù)標準值MBR出水期望值COD(mg/L)5030BOD(mg/L)105SS(mg/L)101濁度(NTU)0.2NH3-N(mg/L)51TP(mg/L)0.50.5MBR系統(tǒng)出水常規(guī)控制指標優(yōu)于：GB/T 18920-2002 城市污水再生利用 城市雜用水水質(zhì)GB/T 18921-2002 城市污水再生利用 景觀環(huán)境用水水質(zhì)GB/T 19923-2005 城市污水再生利用 工業(yè)用水水質(zhì)GB 20922-2007 城市污水再生利用 農(nóng)田灌溉用水水質(zhì)GB/T 25499-2010 城市污水再生利用 綠地灌溉水質(zhì)MBR出水通常不需要其它深

3、度處理設施（如混凝澄清、介質(zhì)過濾、活性碳吸附等），就已經(jīng)具有非常廣闊的回用前景。MBR出水SDI15 4，達到反滲透（RO）進水標準，可以很容易地使用反滲透將出水處理成高品質(zhì)的脫鹽水，用于工業(yè)鍋爐給水和工業(yè)循環(huán)水。MBR系統(tǒng)凈產(chǎn)水水量：480m3/d（20 m3/h）。1.3 化學藥品規(guī)格下列化學藥品用于MBR的維護性清洗和恢復性清洗：藥品名稱：鹽酸燒堿次氯酸鈉有效成分：HClNaOHNaClO包裝：桶裝/散裝桶裝/散裝桶裝/散裝商品濃度：31%30%8%12%投加劑量：0.1%-0.2%0.05-0.1%200-5000ppm用途恢復性清洗恢復性清洗維護性清洗&恢復性清洗使用頻率數(shù)月一次數(shù)月

4、一次一周一次&數(shù)月一次2 MBR系統(tǒng)簡介2.1 概述膜生物反應器（MBR，Membrane Bioreactor）是一種將膜分離技術和污水生化處理相結(jié)合的新技術，也稱為膜分離活性污泥法。傳統(tǒng)的活性污泥法污水處理技術利用沉淀法進行泥水分離，其分離效率低且不徹底，對活性污泥的性狀依賴性大，一旦發(fā)生污泥膨脹，活性污泥將無法沉淀分離，造成生化處理效果惡化。MBR技術采用微濾膜或超濾膜直接過濾生化反應泥水混合液，由于膜的過濾精度非常高，幾乎能將水中的懸浮物100截留，不論膜前水中懸浮物含量有多高，總能得到懸浮物含量接近于零的高質(zhì)量的過濾水。另一方面，由于其高效分離作用，污水生化反應器中的污泥濃度不再受沉

5、淀池分離效率的限制，可以人為控制達到很高的濃度，使生化反應進行得更徹底，從而提高有機污染物降解效率，提高生化反應器出水質(zhì)量。因此，膜生物反應器（MBR）工藝通過膜分離技術大大加強了生物反應器的功能。與傳統(tǒng)的生物處理方法相比，具有生化效率高、出水優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定、抗負荷沖擊能力強、占地面積小、排泥量小、易實現(xiàn)自動控制等優(yōu)點，是目前最有前途的廢水處理新技術之一。傳統(tǒng)活性污泥法污水二級處理工藝流程：厭/缺氧池污水好氧池二沉池出水硝化液回流污泥回流污泥排放曝氣(出水需三級處理深度處理才可回用)(出水可直接回用，省去所有三級處理及深度處理設施)厭/缺氧池污水出水污泥/硝化液回流污泥排放曝氣MBR膜反洗好氧池MB

6、R典型工藝流程：MBR與傳統(tǒng)活性污泥法污水處理技術相比，具有以下的優(yōu)點：l 高效地進行固液分離，其分離效果遠好于傳統(tǒng)的沉淀池，出水水質(zhì)優(yōu)異，出水懸浮物和濁度接近于零，可直接回用，實現(xiàn)污水的資源化。l 膜的高效截留作用，使微生物完全截留在生物反應器內(nèi)，實現(xiàn)反應器水力停留時間(HRT)和污泥齡(SRT)的完全分離，生化處理過程更容易控制，效果變得更加穩(wěn)定。l 反應器在高容積負荷、低污泥負荷、長泥齡下運行，剩余污泥產(chǎn)量大大降低。l 由于泥齡可以非常長，從而大大提高難降解有機物的降解效率，可以一次性將COD/BOD降到一個極限的低值。l 污水中的絕大部分細菌和病毒不能透過膜，膜過濾的消毒效果非常好。l

7、 硝化細菌也不能透過膜，因此膜過濾有利于世代時間長的硝化細菌的截留和繁殖，系統(tǒng)氨氮去除率高，通過運行方式的改變亦可有脫氮和除磷功能。l 由于MBR省去了二沉池，并取代了全部三級處理和混凝沉淀過濾等深度處理的工藝設施，因此可大幅減少占地面積，節(jié)省土建和設備投資。l 系統(tǒng)實現(xiàn)全自動控制，操作管理方便。MBR與傳統(tǒng)三級處理出水水質(zhì)比較參數(shù)傳統(tǒng)三級處理出水典型MBR出水SS(mg/L)10150（重量法檢出限以下）濁度(NTU)5100.2COD(mg/L)406030BOD(mg/L)10155TP(mg/L)0.81.00.5正是由于其特出的優(yōu)點，MBR技術在全球得到迅速推廣應用。無論是分散的小型

8、居民生活區(qū)、風景區(qū)及廠礦等生活污水的處理，還是大型城市污水處理廠或者各種工業(yè)廢水的深度處理與回用，MBR技術都已經(jīng)有了大量的成功應用案例。2.2 MBR的應用領域：MBR可用于任何可生化處理的污水，甚至MBR的應用范圍已擴展到高濃度有機廢水厭氧生物處理領域。目前MBR的主要應用領域包括：l 各類生活污水和工業(yè)廢水一級達標排放處理l 用作反滲透（RO）前處理l 各類污廢水的中水回用3 膜技術3.1 概述MBR膜以其優(yōu)異的性能、簡便可靠的運行方式已經(jīng)在中國用戶中形成良好的口碑，與來自北美、歐洲、日本、中國國內(nèi)等MBR產(chǎn)品的市場競爭中，以其優(yōu)異的性價比占有絕對的優(yōu)勢。膜技術源自歐洲，但建造在中國的工

9、廠為中國的廣大用戶提供了極其便利的備件支持，使廣大用戶無需膜元件的備用庫存，便可通過快捷的服務通道，隨時得到所需的備件，不但節(jié)省了備件國外采購和日常維護的大量費用，而且節(jié)省了國外采購的所需時間，為生產(chǎn)提供了有力保障。3.2 膜材料與制膜工藝除了少數(shù)用于特殊分離行業(yè)的膜采用陶瓷或其它無機材料，水處理用膜基本都是有機高分子材料?？梢杂脕碇圃霱BR膜的有機高分子材料有很多，包括：聚偏氟乙烯（PVDF）、聚砜（PS）、聚醚砜（PES）、聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚四氟乙烯（PTFE）、聚氯乙烯（PVC）等，而PVDF是公認的目前所有制膜材料中性能最優(yōu)異，也是應用最成功的一種。PVDF屬于有機氟材

10、料的一種，它具有氟材料的共同特點：極強的化學穩(wěn)定性?；瘜W穩(wěn)定性強意味著耐腐蝕性強和使用壽命長，因此，PVDF制成的濾膜可以應用在廣闊范圍的水質(zhì)中，并且具有很長的使用壽命。然而，同樣是PVDF材料，不同的工藝所制出的濾膜其性能也有很大區(qū)別，主要表現(xiàn)在膜機械強度、膜表面抗污染性能、膜孔隙率及孔徑分布等方面。傳統(tǒng)的PVDF制膜工藝稱為NIPS（濕成相法），NIPS法制成的膜雖然化學穩(wěn)定性同樣優(yōu)異，并且過濾精度較高（一般為0.03m），但機械強度較低，比較適合在應用環(huán)境較穩(wěn)定的凈水領域，在持續(xù)曝氣的污水中應用容易斷絲，影響使用壽命。最新的PVDF制膜工藝為TIPS（熱致相法），TIPS膜過濾精度略低（

11、一般為0.1m），但機械強度很高，適合于持續(xù)曝氣的污水處理，即MBR應用。MBR膜為采用最新的TIPS制膜工藝的PVDF微濾膜，特別適合在持續(xù)曝氣和高懸浮物含量的污水中應用，與其它同類產(chǎn)品相比，具有高強度、高韌性、抗污染性好、孔隙率高、孔徑分布窄等特點。在很高的過濾精度下，仍然能夠保持很高的水通量。3.3 MBR膜特性參數(shù)MBR膜為浸沒式中空纖維微濾膜，過濾方式為外壓式（水流方向為由膜絲外部流向膜絲內(nèi)部），系統(tǒng)采用抽吸泵將產(chǎn)水從膜絲內(nèi)側(cè)抽出。MBR膜的特點參數(shù)如下表。MBR膜特性參數(shù)序號項目參數(shù)1膜材料PVDF2集水管材料ABS3粘結(jié)材料環(huán)氧樹脂/聚氨酯4膜形式中空纖維5膜表面特性親水性6膜絲

12、尺寸（內(nèi)徑/外徑，mm）1.0/2.07膜公稱孔徑（m）0.18純水通量（L/m2.h.Bar）2520009膜絲最大耐壓能力（Kpa）30010連續(xù)進水最大余氯濃度（ppm）20011短時清洗最大耐氯濃度（ppm）500012連續(xù)進水耐受pH范圍21113短時清洗耐受pH范圍11214耐溫()453.4 BenerionMBR膜組件規(guī)格MBR膜組件規(guī)格組件型號BSM1012BSM1520BSM2025膜面積 m2122025外形尺寸 mm1010(L) 6201615(L) 6202028(L) 620設計產(chǎn)水量(25)t/d2.97.24.812615MBR膜組件外形尺寸見下圖，其中尺寸L

13、見MBR膜組件規(guī)格。MBR膜外形尺寸3.5 標準使用條件MBR膜標準使用條件過程項目參數(shù)和描述過濾進水溫度540（最佳溫度范圍為1535，保證生物活性）進水pH值210（標準為69，保證生物活性）產(chǎn)水通量1025L/m2.h操作壓力040KPa（最高不超過60KPa，通常為負壓）過濾周期過程8min，停止2min或過濾12min，停止3min曝氣量每片膜48Nm3/h（標準為5 Nm3/h）MLSS300015000mg/L（通常為50008000mg/L）污泥負荷0.050.15KgBOD/KgMLSS.d（標準為0.070.1）水反洗頻率通常不需要反洗，也可設計為隔16個過濾周期反洗一次，

14、根據(jù)水質(zhì)或試驗定時間每次0.52min（標準為1min）通量3080L/m2.h（標準為50 L/m2.h）反洗壓力1Bar（標準為0.5Bar）維護性清洗清洗頻率壓差比初始值上升15KPa，或至少1周進行一次清洗時間持續(xù)30min 連續(xù)緩慢加入藥液后浸泡90min后，曝氣2min清洗藥劑0.10.3%NaClO(有效氯)(視水質(zhì)及污染情況，實際操作中可適當增減)清洗流量按每m2膜藥液總用量24L清洗溫度常溫恢復性清洗清洗頻率當維護性清洗不能完全清除污染時或至少每年進行一次清洗時間412h，污染嚴重可適當延長，通常堿洗需要較長時間清洗藥劑堿洗：0.2%NaOH0.30.5%NaClO(有效氯)

15、（pH12）酸洗：0.20.4%HCl或12檸檬酸或12%草酸(視水質(zhì)及污染情況，實際操作中可適當增減)清洗液用量清洗池內(nèi)完全浸沒膜組件清洗液溫度1040（推薦清洗液溫度為35）4 技術方案4.1 工藝流程工藝流程如下：污水格柵調(diào)節(jié)池提升泵A級生化池O級生化池提升泵膜池抽吸泵產(chǎn)水池更詳細的流程詳見附后工藝流程圖4.2 膜組件的選型及膜池布置本系統(tǒng)選用BSM1520型MBR膜，每片膜面積20m2，設計產(chǎn)水量0.3m3/h（7.2m3/d）。為留有充足的安全裕量，本系統(tǒng)選用較低的膜通量，取平均通量為15LMH，瞬時運行通量為18.75LMH。本項目共需68片MBR膜組件，每34片膜組成一個膜箱，共

16、2個膜箱。一個膜箱產(chǎn)水量為10m3/h（240m3/d），每個膜箱置于一格膜池內(nèi)，共設2格膜池，總產(chǎn)水量480m3/d。4.3 系統(tǒng)設計1） 系統(tǒng)組成一個完整的MBR系統(tǒng)由生物處理單元和膜分離單元兩部分組成，而膜分離單元又由以下幾個部分組成：1) MBR膜組件；2) 過濾水泵；3) 曝氣系統(tǒng)，用于向膜組件曝氣；4) 反洗系統(tǒng)，包括反洗泵和反洗水箱；5) 加藥系統(tǒng)，用于反洗和清洗加藥；6) 清洗系統(tǒng)，用于離線清洗。2） 進水預處理污水中的大顆粒物和毛發(fā)等纖維狀物質(zhì)會對中空纖維MBR膜組件造成不利影響，因此在進入MBR膜池前全部的污水需經(jīng)過精細格柵過濾，過濾精度為：柵條格柵1mm，編織網(wǎng)或沖孔板格

17、柵2mm。3） 產(chǎn)水設計MBR系統(tǒng)應采用恒流量運行。通過流量變送器控制過濾水泵變頻器實現(xiàn)恒流量運行。在恒流量運行模式下，進水量的波動會引起膜池液位的波動，當液位過高時，停止進水或溢流至進水調(diào)節(jié)池，當液位過低時，停止過濾一段時間，待液位恢復時重啟過濾過程。MBR必須采用間歇產(chǎn)水方式，即運行8min，停抽并空曝氣2min，污泥性狀較好，膜壓差上升時較慢也可以運行12min，停抽并空曝氣3min，以減少過濾水泵的啟停次數(shù)。停止過濾并空曝氣可以抖動脫除過濾時由于壓差附著于膜表面的污染物，將膜污染控制在初期階段。4） 過濾水泵在小型系統(tǒng)中過濾水泵可選用自吸泵實現(xiàn)自動排氣，以簡化系統(tǒng)控制。大中型系統(tǒng)中為提

18、高水泵效率，降低能耗，可選用必需氣蝕余量較低的普通離心泵，但需在離心泵前增加真空形成裝置，可采用具有自動排氣功能的真空引水罐或?qū)Ｓ谜婵瘴b置。過濾時抽吸壓力（負壓）一般為540kPa，隨著系統(tǒng)的運行，抽吸壓力會慢慢提高，最高抽吸壓力不要超過60kPa，否則會加劇膜的污染或引起抽吸泵的氣蝕。膜組件在首次使用時，應控制產(chǎn)水量在設計產(chǎn)水量的4060%左右，24hr 后，再提高至設計產(chǎn)水量運行。過濾水泵通常應為變頻控制，與流量計連鎖實現(xiàn)恒流量運行。過濾水泵在啟停過程中應緩開緩停。5） 曝氣膜池內(nèi)采用中粗氣泡曝氣，以形成大的擾動，有助于清潔膜表面，減緩污染物的堆積速度，提高膜通量，延長過濾時間。通常采

19、用開孔直徑為35mm的穿孔管，也可采用射流曝氣與穿孔曝氣或微孔曝氣與穿孔曝氣相結(jié)合的方式。由于擾動性不夠，通常不單獨使用微孔曝氣。一般情況下在使用穿孔曝氣時，每片膜48Nm3/h的曝氣量即可有效地清潔膜表面和提供足夠的溶解氧。若經(jīng)計算生化處理所需的曝氣量大于清潔膜表面所需的曝氣量，可以在生化處理單元的其它位置曝氣，或增加微孔曝氣。若生化處理所需的曝氣量小于清潔膜表面所需的曝氣量，可以采取不連續(xù)曝氣的方式，例如曝氣30s，停止30s，但為了防止停曝時污泥流入堵塞曝氣孔，必須采取防止混合液流入的措施或停曝過程中仍保持一小股氣流。不連續(xù)曝氣可以有效地降低能耗。在采用穿孔管曝氣時，必須采取有效的措施防

20、止穿孔管被污泥堵塞，并應定期通入清水沖洗曝氣管。6） 活性污泥條件膜池混合液污泥濃度MLSS的可取值范圍為300015000mg/L，不同類型的污水具有不同的最佳MLSS范圍，在實際運行中應進行調(diào)整優(yōu)化。對于普通生活污水，建議取值范圍為50008000mg/L。當MLSS高于15000mg/L時，混合液的粘度會增大，膜污染加重，并且不利于供氧傳質(zhì)，曝氣系統(tǒng)的能耗加大。實際運行中，混合液的粘度不能高于100cp。當采用分置式布置，即單設膜池時，應設置回流泵將活性污泥混合液從膜池回流至生化處理前端，否則膜池內(nèi)的污泥濃度將會異常升高，直到膜系統(tǒng)不能正常運行！混合液回流量通常是進水流量的2倍4倍。7）

21、 維護性清洗壓差比初始值上升15KPa，或至少1周進行一次維護性清洗。維護性清洗為定期向反洗水中加入化學藥劑，并浸泡一段時間?；瘜W藥劑采用NaClO，投加劑量為1000-3000mg/L。每m2膜面積藥液用量為24L左右，30min連續(xù)從膜產(chǎn)水側(cè)通入，藥劑通入時應停止曝氣，以在膜絲周圍形成高濃度區(qū)。藥劑投加結(jié)束后浸泡90min。浸泡結(jié)束后可以直接投入運行。8） 恢復性清洗當維護性清洗不能完全清除污染時，或至少1年進行一次恢復性清洗?；謴托郧逑磻獙⑺疁靥岣咧?035，以提高清洗效果?；謴托郧逑磿r將藥劑直接加入膜池，也可以通過反洗泵從產(chǎn)水側(cè)通入?；謴托郧逑此巹┘安僮鞑襟E參見膜技術手冊。9） 系統(tǒng)儀表的設置(1)流量表每臺過濾水泵設流量變送器。反洗水泵設流量表。曝氣風機設流量表。(2)壓力表MBR膜出水母管設壓力變送器（絕壓）、真空壓力表（-0.10.06MPa）。每臺水泵、風機出口裝設壓力表。(3