MBR膜生物反应器使用及清洗维护详解
标签： 超滤膜
MBR膜生物反应器简介
MBR膜生物反应器（Membrane Bio-reactor , 简称 MBR）是一种将传统生物技术与高效膜分离技术相结合的新型污水处理与回用工艺。该技术不仅可以在生物反应池内维持高浓度的微生物量，提高处理装置的容积负荷，节省占地面积，而且可以高效进行固液分离，取代了传统工艺中的沉淀和过滤技术，系统出水水质好，可直接作为非饮用市政杂用水回用。
膜生物反应器MBR优缺点对比
| MBR的优缺点 | MBR的不足 |
| 1、高效的固液分离，出水水质优质稳定 2、剩余污泥产量少 3、占地面积小，无需二沉池，工艺设备集中 4、可去除氨氮及难降解有机物 5、克服了传统活性污泥法易发生污泥膨胀的弊端，操作管理方便，易于实现自动控制 |
1、投资大：膜组件的造价高，导致工程的投资比常规处理方法增加约30％－50％ 2、能耗高：泥水分离的膜驱动压力;高强度曝气；为减轻膜污染需增大流速 4、膜的寿命及更换，导致运行成本高。膜组件一般使用寿命在5年左右，到期需更换 |
MBR中空纤维膜对比MBR平板膜
| 名称/项目 | 中空纤维式 | 毛细管式 | 螺旋卷式 | 平板式 | 圆管式 |
| 价格（元/m³） | 40-150 | 150-800 | 250-800 | 150-600 | 400-1500 |
| 充填密度 | 高 | 中 | 中 | 低 | 低 |
| 清洗 | 难 | 易 | 中 | 易 | 易 |
| 压力降 | 高 | 中 | 中 | 中 | 低 |
| 可否高压操作 | 可 | 否 | 可 | 较难 | 较难 |
| 膜形式限制 | 有 | 有 | 无 | 无 | 无 |
中空纤维膜组件对比板式膜组件
| 中空纤维膜组件 | 板式膜组件 |
| 1、中空纤维膜丝柔性, 可反冲洗 2、独立的清洗 3、填充密度：160m2/m3 4、典型膜通量：15L/m2.h 5、缠绕式纤维物质，污泥堵塞,卡在纤维间，无法通过反冲去除化学清洗 |
1、支撑板式平板膜:膜片为刚性,不可反冲洗 2、独立的清洗 3、填充密度：80m2/m3 4、典型膜通量：20L/m2.h 4、沟槽式,低填充密度，堆积在板间，始于板固定处，没有反冲洗化学及机械清洗 |
中空模和平板膜预处理要求
| 中空膜预处理要求 | 平板膜预处理要求 |
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1、进水水源：适用于各种水源 2、pH值：1-10，对于易结垢原水需特别注意 3、源水中最大粒径≤2mm 4、源水含油量<2ppm（大于2ppm必须进行除油预处理） 5、硬度（CaCO3）<150ppm（视pH值、结垢等确定指标） |
1、水温：5-40℃ 2、动植物油<15% BOD， ppm 3、石油类≤10 ppm 4、钙离子（Ca2+）<100ppm（大于100ppm，建议采用盐酸作为无机污染物清洗药品） 5、氯离子（Cl-）<3000ppm（大于3000ppm，建议采用316L以上不锈钢材质） |
MBR膜生物反应器设计需求
| 废水水质 | 水质条件至少包括：BOD、COD、TSS、VSS、N、P、Alk |
| 现场条件 | 包括：咨询报告、场地限制、特殊地貌，若是改造项目，还需工厂平面图、池子和渠道尺寸，历史运行数据等 |
| 处理量和水力负荷 | 该信息对工艺配置和处理工艺的选择具有决定意义 |
| 出水水质要求 | 根据出水用途，出水水质决定了处理工艺流程的选择 |
MBR膜生物反应器使用要点
| 废水是否适合用MBR膜法 | 1、MBR膜工艺不是万能的，它属于微滤膜，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。 2、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） |
| MBR的品牌及相应的数量确定 |
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。 1、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。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 3、膜的设计通量参考供应商提供的数据 |
| MBR膜组件的安装注意事项 | 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70mm，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7-20mm就可以了；太大的间距导致占用空间较大。 2、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，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。 3、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，当膜片上积累很多包裹物的时就需要对膜片进行喷洗，用高压水枪或自来水，安装太密会很难冲到内层膜片，建议单个膜组件处理量不要超过1.5m3/h。 |
| MBR膜曝气装置的设计要点 | 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，穿孔间距大于40mm，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。 2、曝气量的大小进行粗略估算，根据经验数字，按照汽水比20:1（以说明书为准）（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。 3、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。 4、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。 |
| MBR抽吸泵的设计要点 | 1、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。 2、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0.03 Mpa，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，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）。 c.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。 d.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。 |
MBR膜污染种类及其清洗方式
| 化学浸泡清洗 | 在线反冲洗 |
| 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） 2、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；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 3、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 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 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 6、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。 7、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0.2-0.3Mpa时，DN50的自来水管流量约18-22m3/hr 8、可设计一套可以在线进行MBR浸泡清洗的MBR池，可避免MBR膜组件起吊等劳动量，实现自动在线浸泡清洗 |
1、首先不要对在线反冲洗太具有依赖性，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 2、但在线反冲洗还是需要增加设计，可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，反冲洗也很有效果 3、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，如不支持在线反冲却对其进行反冲洗操作则会造成膜丝孔径扩大），反冲用的水源请确保至少是自来水，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0.25Mpa，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 |
MBR膜生物反应器清洗步骤及注意事项
水冲洗→水浸洗→碱液浸洗→柠檬酸浸洗→NaClO浸洗→水冲洗→复位备注
1、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
2、每次清洗完需要检查膜丝断丝，对于断丝单根打结处理
MBR膜常用化学清洗药剂及浓度
1)NaOH（用来杀菌和清洗掉有机污染物）：浓度1%-2%，浸泡时间>2h；
2)柠檬酸（用来除去无机结垢，没有则省略）：浓度2%，浸泡时间>2h；
3)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；
4)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
