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MBR工艺推荐?

2019-12-26 09:45:12发布



(一)什么是MBR工艺?


膜生物反应器( Membrance Bioreactor Reactor,简称MBR)是一种由膜分离与生物处理技术组合而成的废水生物处理新工艺。

膜的种类繁多,按分离机理进行分类,有反应膜、离子交换膜、渗透膜等;按膜的性质分类,有天然膜(生物膜)和合成膜(有机膜和无机膜) ;按膜的结构型式分类,有平板型、管型、螺旋型及中空纤维械寥。


(二)MBR工艺有哪些组成?


(1)曝气膜


曝气膜--生物反应器(AMBR)采用透气性致密膜(如硅橡胶膜)或微孔膜(如疏水性聚合膜),以板式或中空纤维式组件,在保持气体分压低于泡点( Bubble Point)情况下,可实现向生物反应器的无泡曝气。

该工艺的特点是提高了接触时间和传氧效率,有利于曝气工艺的控制,不受传统曝气中气泡大小和停留时间的因素的影响。


(2)萃取膜


萃取膜--生物反应器,又称为EMBR(Extractive Membrane Bioreactor)。因为高酸碱度或对生物有毒物质的存在,某些工业废水不宜采用与微生物直接接触的方法处理;当废水中含挥发性有毒物质时,若采用传统的好氧生物处理过程,污染物容易随曝气气流挥发,发生气提现象,不仅处理效果很不稳定,还会造成大气污染。


(3)固液分离型膜


固液分离型膜--生物反应器是在水处理领域中研究得最为广泛深入的一类膜--生物反应器,是一种用膜分离过程代替传统活性污泥法中二次沉淀池的水处理技术。其通过膜组件将固体有机物回流至反应器中,再将处理过的有机水排出。膜分离生物反应器的类型可以按照膜组件与生物反应器位置进行分类有一体式膜生物反应器、分置式膜生物反应器、复合式膜生物反应器。


(三)MBR工艺有哪些特点?


1、高效地进行固液分离,其分离效果远好于传统的沉淀池,出水水质良好,出水悬浮物和浊度接近于零,可直接回用,实现了污水资源化。 


2、膜的高效截留作用,使微生物完全截留在生物反应器内,实现反应器水力停留时间(HRT)和污泥龄(SRT)的完全分离,运行控制灵活稳定。   

3、由于MBR将传统污水处理的曝气池与二沉池合二为一,并代替了三级处理的全部工艺设施,因此可大幅减少占地面积,节省土建投资。   

4、利于硝化细菌的截留和繁殖,系统硝化效率高。通过运行方式的改变亦可有脱氨和除磷功能。   


5、由于泥龄可以非常长,从而大大提高难降解有机物的降解效率。   


6、反应器在高容积负荷、低污泥负荷、长泥龄下运行,剩余污泥产量极低,由于泥龄可无限长,理论上可实现零污泥排放。   


7、系统实现PLC控制,操作打点方便。



(四)MBR工艺操作规程?



(1) 操作及控制


1.  控制好氧池MLSS稳定在5~6L时,可以打开进水阀,将曝气池中的泥水混合物溢流入膜池。

2.  污水进入膜池前,确认要进行曝气操作的膜池主管阀门处于关位,支管上所有与膜组件相连的阀门处于开位,其它未安装膜组件的阀门处于关位。开启一台风机对膜池曝气,防止膜池中的曝气管堵塞,然后膜池方可进水。 

3. 进水前确认已安装膜组件的膜池的前后闸门全部打开,另外两个廊道闸门关闭,关闭配水渠、污泥渠的连通闸门。

4.调整鼓风机风量,将池内的溶氧量控制在2mg/L以上。

5.  确认所有膜廊道曝气量均匀,所有膜箱曝气良好,并没有污泥累积在膜丝上。


(2) 运行时应注意的问题


1. 温度


污水温度随气温会有变化,可适当投入接种污泥,并控制较低的运行负荷(污泥)。当原污水温度<12℃时,生化系统的硝化作用会降低,膜系统出水氨氮指标可能会超标。


2.  曝气量


污泥培养初期,由于污泥尚未大量形成,产生的污泥絮凝性能不太好,还处于离散状态,加之污泥浓度较低,微生物易处于内源呼吸状态,因此曝气量不能太大。控制在设计正常值的1/2 左右即可。否则,絮状污泥不易形成。 


3. 监测与查抄


污泥培养过程中,不仅要观测曝气池混合液的SV 与MLSS,还应随时观察污泥的生物相,了解菌胶团及指示微生物的生长情况,以便按照情况对培养过程进行必要的调整。


4. 回流污泥量的控制


回流污泥系统的控制采用回流比恒定,当入流污水量变化时,回流污泥量相应做调整。采用这种方法,当剩余污泥排放量基本不变的情况下,可保持MLSS、F/M以及曝气池内泥位基本恒定,而不随入流污水量Q 的变化而变化,从而保证相对稳定的处理效果。


5. 剩余污泥排放量的控制


由于本工程采用MBR工艺,来水水质较好,产泥量较少。随着系统的稳定运行,系统内污泥量会逐渐增加,污泥浓度需要按照工艺调整需求进行调节。每日排放的污泥量、排泥时间与进水污染物浓度、进水水量有密切相关,应按照工艺阐发后进行。

MBR系统的剩余污泥排放直接由膜池排放,浓度约可达到8000~12000mg/L。与传统工艺二沉池排泥相比,其脱水性能、沉降性能均稍差,其脱泥系统运行参数,包括进泥量、加药量、调理强度与时间等均需要灵活调整,保证稳定运行。


(3) 配套设备操作简述


1、设备描述


[1]  设备间主要为放置膜组件出水系统等设备。另外设置了其他辅助系统,如消毒系统、压缩空气系统、膜清洗系统、真空系统、臭氧消毒系统等,用以保证系统的正常启动运行及出水水质的稳定。

[2]  设置渗透抽吸泵,单个廊道对单台泵,如果水量小,可减少廊道对应的泵的开启台数。

[3]  设置真空泵,用于帮助渗透抽吸泵启动。

[4]  设置压缩空气系统一套,作为再生水厂气动阀的气源。

[5]  膜清洗系统分为两部分:反向清洗系统和在线清洗系统。几个膜廊道共用1台反冲吸泵。反向清洗系统包括次氯酸钠储罐、次氯酸钠加药泵、次氯酸钠卸料泵;在线清洗系统包括草酸(或柠檬酸)化料器、草酸(或柠檬酸)储罐、草酸(或柠檬酸)加药泵。两个系统的加药泵均建议1用1备,如储罐内药液浓度过低,也可2台同时启动。



2、控制目标:


[1]  各系统工作稳定、能够自动运行;

[2]  膜系统工作良好,流量-负压稳定,能够按设定流量运行;

[3]  各气动阀、液位计、浊度仪、流量计等仪表工作正常、准确;

[4]  膜清洗系统正常运行并有效;


3、相关参数:


[1]  各廊道产水设定值;产水负压限制<-30kPa;出水浊度<1.0NTU;

[2]  各廊道产水/反洗时间:9min/1min;

[3]  反洗流量/压力:50L/m2/h/<0.2Mpa;达到40kPa需反洗;

[4]  膜药洗系统运行:1天1次加药反洗,500-1000ppm(有效氯浓度)次氯酸钠,1月-3月1次化学清洗洗,500-2000ppm(有效氯浓度)次氯酸钠。


4、控制要点:


(1)真空泵操作


真空泵是用来帮助渗透抽吸泵完成初度启动或正常工作过程中管道内产生气体导致流量降低时的抽真空。当现场操作满足下面条件中任何一条时启动抽真空:

1、MBR系统开始投入运行,首先启动抽真空程序。

2、气液分离罐内持续检测到液位低于“低液位”时,抽真空泵启动,对应的抽真空气动蝶阀打开,产水气动调节阀关闭,进行抽真空。

抽真空结束信号:检测到气液分离罐内液位持续高于“高液位”后,关闭抽真空泵、对应气动蝶阀,打开产水气动调节阀和产水泵,恢复正常产水。连续三次抽真空仍达不到设定流量时,关闭调节阀并报警,需要进行人工判断,确认设备或仪表是否有故障或膜组件是否已污染,排除故障或清洗膜组件后,再按恢复按扭再次启动抽真空。

抽真空泵也可采用手动方式,采用手动方式时先确认抽真空泵开关旋至手动档位,抽真空泵进、出口阀打开、真空罐排水阀关闭。先打开抽真空气动阀,此时产水气动调节阀自动关闭,启动抽真空泵;当气液分离罐的玻璃管连通液位计显示高水位时先关闭抽真空气动阀,关闭抽真空泵,再打开真空罐排水阀排水,此时手动抽真空结束。


注意:以上自动真空泵工作时间可按照调试过程具体情况进行调整。


(2)   渗透式抽吸泵操作


[1]  时间周期控制


抽吸出水泵周期运行:运行9min,反冲洗1min,几个廊道轮流进行反冲洗。另外受膜池液位及出水调节阀连动控制。


[2]  水位控制(以膜池有效深度5.0m的系统为例):


当水位降至低低液位4.25m时,膜池低低液位报警;

当水位升至中低液位4.35m时,膜池低低液位报警复位;

当水位降至中液位4.45m时,停抽吸泵、停反洗泵;

水位升至中高液位4.55m时,抽吸泵开始产水,并按设定流量运行;

当水位升至4.95m时,高高液位报警;

当水位至高液位4.90m时,提升泵降频运行,高液位报警复位。


[3]气动阀控制:


任何情况下,产水调节阀关闭或未开启到位时,渗透抽吸泵停止工作(或不启动);

 产水气动阀与渗透抽吸泵联动,与CIP阀、反冲洗阀互锁。


[4]压力控制:


真空表达到 -30 kPa时停止产水气动调节阀,并报警。


[5]渗透抽吸泵开启前需确认的事项:


确认膜池液位计可正常工作,并可实现最低、最高液位报警功能。

确认与膜组件相连的出水阀门全部打开,未安装膜组件的阀门处于关位。

的当真空泵运转正常,并能正常启动。

确认出水管上相应阀门打开,出水管路畅通。

运行人员需记录渗透抽吸泵启动时真空表读数,并设定膜组件在线冲洗负压限值P2=-4KPa;需确定当真做好抽吸泵运行记录及维护记录。

(3)   空压系统操作


[1]空压机的启动由空气罐压力控制,空气罐压力高于0.7MPa时,空压机停止,低于0.4MPa时,空压机启动。空压机平常处于自动状态。空压机平常处于自动状态。冷干机与空压机联动工作。空气压力罐为气动阀和仪表等提供压缩空气源。

[2]应按期排空抽真空储气罐内积存的水,打开底部的排空阀即可实现,推荐每天查看、操作一次。

[3] 定按期排除空压机、冷干机内积存的油份、水分,每2天一次。

[4]应每年更换一次压缩空气管道上的精密过滤器的滤芯。



(五)mbr工艺优错误谬误


(1)优点


1.水力停留时间与泥龄分离


膜技术可以全部截留水中的微生物,实现了水力停留时间和污泥龄的分离,使运行控制更加灵活,使耽误污泥龄成为可能,这有利于增殖缓慢的硝化细菌的生长和繁殖,脱氮效率得到很大提高。同时由于系统具有很长的泥龄,故产生的剩余污泥量很小;


2.出水水质高于传统生化工艺


膜技术不但可以截留水中的微生物,还可以截留部分大分子的难溶性污染物,耽误污染物在反应器内的停留时间,增加难降解污染物的去除率,同时由于泥龄长,脱氮效果好,加上出水基本不含SS,所以MBR的出水水质要好于传统工艺;


3.占地面积小


由于膜系统的高截留率,使得反应器内可以保持高浓度的污泥浓度,通常是传统活性污泥法的3-5倍,高污泥浓度使得反应器容积较传统工艺小很多,加上高效率的深水供氧形式,生化部分占地面积要远小于传统工艺;


4.耐冲击性能强


高污泥浓度也使得系统的耐冲击负荷有所提高。


5.可有效降低污染物浓度


MBR作为一种生化处理工艺,可以将有机物转化为二氧化碳和水,氮污染物转化为氮气,还可以降低原水电导率,这使得后续的膜处理工艺负荷大大减轻,耽误了膜寿命,增加了产水率,降低了浓缩液浓度。


(2)错误谬误


1.处理效果依赖于渗滤液的可生化性


由于MBR主要靠生化段去除污染物,故处理效果严重依赖于渗滤液的可生化性,对于可生化性差的中晚期渗滤液不适用;


2.影响因素多


影响出水水质的因素较多。季节的变化、垃圾成分的变化、填埋场年限的变化、天气的变化、人为因素都会改变垃圾渗滤液的水质水量,对系统造成冲击负荷,进而影响的系统的出水水质。同时系统的负荷、温度、pH值、碱度、DO值、泥龄等等参数控制不当,同样会影响出水水质;


3.出水不能满足高标准要求


垃圾渗滤液中含有大量不可生物降解的污染物,生化法是无法去除的,MBR的出水COD浓度和色度值都仍然较高,这也就决定了MBR处理渗滤液出水并不能达到较高的排放标准,要想满足高标准的出水要求则需要应用去除效率更高的膜技术或其它物理方法。


4.能耗较高


管式MBR需要大流量高扬程循环泵提供动力,在膜表面形成高速冲刷,避免膜污染、增大透水通量、增强清洗效果。同时也造成管式MBR的高电耗。


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