MBR工藝全面介紹課件

MBR工藝講座大綱第一章MBR工藝簡(jiǎn)介第二章MBR工藝用膜、膜組件第三章MBR系統(tǒng)設(shè)計(jì)第四章MBR案例介紹第一章.MBR工藝簡(jiǎn)介MBR工藝分類

1.2

MBR含義及其工作原理1.1MBR工藝優(yōu)越性1.3MBR工藝的不足1.4MBR發(fā)展歷史1.5MBR發(fā)展前瞻1.6第一章.MBR工藝簡(jiǎn)介傳統(tǒng)活性污泥法流程MBR法流程1.1MBR含義及其工作原理第一章.MBR工藝簡(jiǎn)介1.1MBR含義及其工作原理在傳統(tǒng)的污水生物處理技術(shù)中，泥水分離是在二沉池中靠重力作用完成的，其分離效率依賴于活性污泥的沉降性能，沉降性越好，泥水分離效率越高。而污泥的沉降性取決于曝氣池的運(yùn)行狀況，改善污泥沉降性必須嚴(yán)格控制曝氣池的操作條件，這限制了該方法的適用范圍。由于二沉池固液分離的要求，曝氣池的污泥不能維持較高濃度，一般在1.5~3.5g/L左右，從而限制了生化反應(yīng)速率。水力停留時(shí)間（HRT）與污泥齡（SRT）相互依賴，提高容積負(fù)荷與降低污泥負(fù)荷往往形成矛盾。系統(tǒng)在運(yùn)行過程中還產(chǎn)生了大量的剩余污泥，其處置費(fèi)用占污水處理廠運(yùn)行費(fèi)用的25%～40%。傳統(tǒng)活性污泥處理系統(tǒng)還容易出現(xiàn)污泥膨脹現(xiàn)象，出水中含有懸浮固體，出水水質(zhì)惡化。第一章.MBR工藝簡(jiǎn)介1.1MBR含義及其工作原理

MBR工藝通過將分離工程中的膜分離技術(shù)與傳統(tǒng)廢水生物處理技術(shù)有機(jī)結(jié)合，不僅省去了二沉池的建設(shè)，而且大大提高了固液分離效率，并且由于曝氣池中活性污泥濃度的增大和污泥中特效菌(特別是優(yōu)勢(shì)菌群)的出現(xiàn)，提高了生化反應(yīng)速率。同時(shí)，通過降低F/M比減少剩余污泥產(chǎn)生量（甚至為零），從而基本解決了傳統(tǒng)活性污泥法存在的許多突出問題。第一章.MBR工藝簡(jiǎn)介膜組件和生物反應(yīng)器分開設(shè)置。生物反應(yīng)器中的混合液經(jīng)循環(huán)泵增壓后打至膜組件的過濾端，在壓力作用下混合液中的液體透過膜，成為系統(tǒng)處理水。膜組件置于生物反應(yīng)器內(nèi)部，進(jìn)水進(jìn)入膜-生物反應(yīng)器，其中的大部分污染物被混合液中的活性污泥去除，再在負(fù)壓作用下由膜過濾出水。分置式一體式復(fù)合式形式上也屬于一體式膜-生物反應(yīng)器，所不同的是在生物反應(yīng)器內(nèi)加裝填料，從而形成復(fù)合式膜-生物反應(yīng)器，改變了反應(yīng)器的某些性狀。1.2MBR工藝分類第一章.MBR工藝簡(jiǎn)介1、高效的固液分離，出水水質(zhì)優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定。2、剩余污泥產(chǎn)量少。MBR的優(yōu)勢(shì)3、占地面積小，無需二沉池，工藝設(shè)備集中。4、可去除氨氮及難降解有機(jī)物。

5、克服了傳統(tǒng)活性污泥法易發(fā)生污泥膨脹的弊端。6、操作管理方便，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。1.3MBR工藝優(yōu)越性第一章.MBR工藝簡(jiǎn)介1.4MBR工藝的不足1、投資大：膜組件的造價(jià)高，導(dǎo)致工程的投資比常規(guī)處理方法增加約30％－50％。MBR的不足

2、能耗高：泥水分離的膜驅(qū)動(dòng)壓力;高強(qiáng)度曝氣；為減輕膜污染需增大流速。3、膜污染清洗。

4、膜的壽命及更換，導(dǎo)致運(yùn)行成本高。膜組件一般使用壽命在5年左右，到期需更換。第一章.MBR工藝簡(jiǎn)介1.6MBR發(fā)展前瞻應(yīng)用領(lǐng)域1.現(xiàn)有城市污水處理廠的更新升級(jí)。2.無排水管網(wǎng)系統(tǒng)地區(qū)的污水處理，如居民點(diǎn)、旅游度假區(qū)、風(fēng)景區(qū)等。3.有污水回用需求的地區(qū)或場(chǎng)所，如賓館、洗車業(yè)、客機(jī)、流動(dòng)廁所等。4.高濃度、有毒、難降解工業(yè)廢水處理。如造紙、制糖、皮革等行業(yè)5.垃圾填埋廠滲濾液的處理及回用6.小規(guī)模污水廠（站）的應(yīng)用。第一章.MBR工藝簡(jiǎn)介1.6MBR發(fā)展前瞻研究重點(diǎn)1、膜污染的機(jī)理及防治。2、MBR工藝流程形式及運(yùn)行條件的優(yōu)化.3、MBR工藝經(jīng)濟(jì)性研究。4、以節(jié)能、處理特殊水質(zhì)對(duì)象開發(fā)新型的膜生物反應(yīng)器。5、成熟、系統(tǒng)MBR的工藝設(shè)計(jì)方法。6、形形色色的生物反應(yīng)器

MBR膜組件

2.2

MBR用膜介紹2.1常見MBR膜組件介紹

2.3第二章.MBR工藝用膜、膜組件MBR工藝中用膜一般為微濾膜（MF）和超濾膜（UF），大都采用0.1～0.4μm膜孔徑

第二章.MBR工藝用膜、膜組件微濾常用的聚合物材料有：聚碳酸酯、纖維素酯、聚偏二氟乙烯、聚砜、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚醚酰亞胺、聚丙烯、聚醚醚酮、聚酰胺等.超濾常用聚合物材料有：聚砜(PS)、聚醚砜(PES)、聚酰胺、聚丙烯腈（PAN）、聚偏氟乙烯、纖維素酯、聚醚醚酮、聚亞酰胺、聚醚酰胺等.2.1MBR用膜介紹

目前MBR膜組件中使用量較大的只有聚偏二氟乙烯（PVDF）、聚乙烯（PE）和聚丙稀（PP）。其中聚偏二氟乙烯（PVDF）由于其優(yōu)良的物理和化學(xué)性能（強(qiáng)度和耐腐蝕性）在國(guó)內(nèi)和國(guó)外用量均最大。第二章.MBR工藝用膜、膜組件海綿狀支撐層致密表皮層PVDF(聚偏氟乙烯)材質(zhì)中空纖維膜，PVDF是一種氟化聚合物，具有300萬～400萬的分子量，有很強(qiáng)的物理強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)定性.膜表面放大照片膜橫斷面放大照片2.1MBR用膜介紹第二章.MBR工藝用膜、膜組件2.1MBR用膜介紹

陶瓷膜主要是A12O3，Zr02，Ti02和Si02等無機(jī)材料制備的多孔膜，其孔徑為0.1－50μm。具有化學(xué)穩(wěn)定性好，能耐酸、耐堿、耐有機(jī)溶劑:機(jī)械強(qiáng)度大，可反向沖洗:抗微生物能力強(qiáng):耐高溫:孔徑分布窄，分離效率高等特點(diǎn)。陶瓷膜與同類的有機(jī)高分子膜相比具有許多優(yōu)點(diǎn)：它堅(jiān)硬、承受力強(qiáng)、耐用、不易阻寨，對(duì)具有化學(xué)侵害性液體和高溫清潔液有更強(qiáng)的抵抗能力，其主要缺點(diǎn)就是價(jià)格昂貴目，制造過程復(fù)雜。2.2MBR膜組件第二章.MBR工藝用膜、膜組件板框式是MBR工藝最早應(yīng)用的一種膜組件形式，外形類似于普通的板框式壓濾機(jī)。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)是：制造組裝簡(jiǎn)單，操作方便，易于維護(hù)、清洗、更換。缺點(diǎn)：密封較復(fù)雜，壓力損失大，裝填密度小。

第二章.MBR工藝用膜、膜組件

由膜和膜的支撐體構(gòu)成，有內(nèi)壓型和外壓型兩種運(yùn)行方式。實(shí)際中多采用內(nèi)壓型，即進(jìn)水從管內(nèi)流入，滲透液從管外流出。膜直徑在6~24mm之間。管狀膜被放在一個(gè)多孔的不銹鋼、陶瓷或塑料管內(nèi)，每個(gè)膜器中膜管數(shù)目一般為4－18根。管狀膜目前主要有燒結(jié)聚乙烯微孔濾膜、陶瓷膜、多孔石墨管等，價(jià)格較高，但耐污染且易清洗。尤其對(duì)高溫介質(zhì)適用。

優(yōu)點(diǎn)：料液可以控制湍流流動(dòng)，不易堵塞，易清洗，壓力損失小。

缺點(diǎn)：裝填密度小，一般低于300m2/m3。2.2MBR膜組件第二章.MBR工藝用膜、膜組件

主要部件為多孔支撐材料，兩側(cè)是膜，三邊密封，開放邊與一根多孔的中心產(chǎn)品水收集管密封連接，在膜袋外部的原水側(cè)墊一層網(wǎng)眼型間隔材料，把膜袋－隔網(wǎng)依次迭合，繞中心集水管緊密地卷起來，形成一個(gè)膜卷，裝進(jìn)圓柱形壓力容器內(nèi)，就制成了一個(gè)螺旋卷式膜組件。優(yōu)點(diǎn)：膜的裝填密度高；膜支撐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；濃差極化??；容易調(diào)整膜面流態(tài)。

缺點(diǎn)：中心管處易泄漏；膜與支撐材料的粘結(jié)處膜易破裂而泄漏；膜的安裝和更換困難。2.2MBR膜組件第二章.MBR工藝用膜、膜組件2.2MBR膜組件中空纖維膜組件板式膜組件中空纖維膜膜絲柔性,可反沖洗支撐板式平板膜:膜片為剛性,不可反沖洗獨(dú)立的清洗獨(dú)立的清洗填充密度

160m2/m3填充密度

80m2/m3典型膜通量：15L/m2h典型膜通量：20L/m2h纏繞式纖維物質(zhì)，污泥堵塞,卡在纖維間，無法通過反沖去除。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(xué)清洗?；瘜W(xué)及機(jī)械清洗。中空纖維膜組件和板式膜組件的比較第二章.MBR工藝用膜、膜組件以MitsubishiRayon(Japan)公司為代表，它具有膜面積大，易于安裝，清洗方便等特點(diǎn)2.3三種常見的MBR膜組件A.中空纖維簾狀浸入式膜組件第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計(jì)MBR工藝組成3.2

MBR設(shè)計(jì)需求信息3.1MBR工藝路線選擇3.3膜池的設(shè)計(jì)3.4膜元件的選擇與安裝3.5MBR產(chǎn)水系統(tǒng)3.6MBR反洗系統(tǒng)3.8

MBR曝氣系統(tǒng)3.7MBR化學(xué)清洗系統(tǒng)3.9MBR自動(dòng)控制系統(tǒng)3.10其他系統(tǒng)3.11第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1MBR設(shè)計(jì)需求信息廢水水質(zhì)最少的水質(zhì)條件包括：BOD、COD；TSS、VSS；N、P、Alk；T?，F(xiàn)場(chǎng)條件包括：咨詢報(bào)告、場(chǎng)地限制、特殊地貌；如果是改造項(xiàng)目，則還需要工廠平面圖、池子和渠道的尺寸，運(yùn)行歷史數(shù)據(jù)等。處理量和水力負(fù)荷該信息對(duì)工藝配置和處理工藝的選擇具有決定意義。出水水質(zhì)要求或出水用途，該要求影響處理工藝流程的選擇。MBR設(shè)計(jì)信息需求表第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.2MBR工藝組成1、預(yù)處理——細(xì)格柵，要求≦2mm，推薦≦1mm。圓孔和網(wǎng)格型2、生化工藝部分3、膜過濾部分4、剩余污泥處理部分。以ZW-MBR為例預(yù)處理格柵—GE要求，初沉池、沉砂池—設(shè)計(jì)方?jīng)Q定生化工藝部分由GE或設(shè)計(jì)方?jīng)Q定膜過濾部分膜工藝（或產(chǎn)品）由GE決定剩余污泥處理部分

污泥脫水—GE決定是否加聚合物，消化處理機(jī)—設(shè)計(jì)方?jīng)Q定，污泥處置方式—設(shè)計(jì)方?jīng)Q定設(shè)計(jì)職責(zé)第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.2MBR工藝組成第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.3MBR工藝路線選擇針對(duì)生活污水的MBR工藝流程第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.3MBR工藝路線選擇針對(duì)工業(yè)廢水的MBR工藝流程第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.3MBR工藝路線選擇以氨氮去除為主的MBR工藝流程第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.4膜池的設(shè)計(jì)缺氧池設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)原則：氮容積負(fù)荷定位0.2kg/（m3.d）以下。流入缺氧池水的含氮量：Q2*C氨氮需要缺氧池容積為：Q1*C氨氮/0.2以上膜池設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)原則：BOD容積負(fù)荷在2.0kg-BOD/(m3.d)以下設(shè)計(jì)缺氧池對(duì)進(jìn)水BOD的去除率為η(20%～50%)，則流入膜生物反應(yīng)池的BOD濃度為CBOD×(1-20%)；需要的膜生物反應(yīng)池的容積為CBOD×(1-20%)÷2以上。第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.5膜元件的選擇和安裝選擇核實(shí)的膜通量確定所需要的膜面積

根據(jù)單支元件的膜面積確定膜元件的數(shù)量MBR膜在運(yùn)行過程中涉及反洗等操作，因此必須綜合考慮水的利用率以及元件的停歇時(shí)間膜元件的選擇第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.5膜元件的選擇和安裝膜元件的安裝以歐美-FLEXELL膜元件為例，W1不小于100mm，W2不小于150mm，W3不小于150mm，W4不小于400mm。第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.6MBR產(chǎn)水系統(tǒng)產(chǎn)水系統(tǒng)可采用連續(xù)運(yùn)行或間歇運(yùn)行兩種不同的運(yùn)行方式；

對(duì)于微污染源水或MBR池MLSS濃度低的系統(tǒng)可連續(xù)產(chǎn)水；

對(duì)于高M(jìn)LSS的系統(tǒng)，可選用抽吸與停抽相結(jié)合的運(yùn)行方式。第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.7MBR曝氣系統(tǒng)需氧量曝氣系統(tǒng)主要為膜生物反應(yīng)池的微生物生長(zhǎng)代謝提供氧氣，主要有三個(gè)方面：1.微生物氧化分解有機(jī)物的需氧量2.微生物自身細(xì)胞物質(zhì)的氧化分解的需氧量3.對(duì)污水中氨氮進(jìn)行氧化所需氧量。10/30曝氣通過改進(jìn)采取循環(huán)曝氣可以降低能耗。以前為10S開10S關(guān)→現(xiàn)在10S開30S關(guān)，該曝氣方式要求膜組件為偶數(shù)列。兩列膜同時(shí)工作，可以降低75%能耗，在低流速和低污垢的情況下可降低50%能耗；該曝氣方式降低了微生物的剪切力，提高了絮體結(jié)構(gòu)及去除性。單列膜；峰值情況；高結(jié)垢情況下不能采取10/30曝氣。第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.8MBR反洗系統(tǒng)

結(jié)合有機(jī)物污染通過堿洗效果明顯、鹽結(jié)垢通過酸洗效果明顯的原理，將化學(xué)加強(qiáng)反洗程序引入到MBR膜的運(yùn)行過程中。通過類似于低強(qiáng)度的化學(xué)清洗的操作，將MBR膜的污染消除在剛形成的階段，阻止膜污染得不到及時(shí)恢復(fù)形成協(xié)同惡化的效應(yīng)。第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.8MBR反洗系統(tǒng)加藥種類化學(xué)藥劑加藥濃度酸鹽酸、檸檬酸、草酸控制PH在2.5~3.5之間堿氫氧化鈉0.02%~0.05%氧化劑次氯酸鈉0.05%~0.1%第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.9MBR加藥系統(tǒng)污染物化學(xué)藥劑濃度清洗時(shí)間有機(jī)物10%次氯酸鈉1000~5000mg/L1~2h有機(jī)物氫氧化鈉PH<121h無機(jī)物鹽酸0.1mol/L1~2h化學(xué)清洗的頻率和操作的條件與進(jìn)水的水質(zhì)有關(guān)。通常情況下運(yùn)行1～3個(gè)月或在相同的運(yùn)行條件下透過膜的壓差比初期上升的0.5bar以上時(shí)就應(yīng)該進(jìn)行化學(xué)清洗。第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.10MBR自動(dòng)控制系統(tǒng)狀態(tài)運(yùn)行停機(jī)步驟序號(hào)1234567步序運(yùn)行汽水反洗停抽加藥浸泡沖洗停機(jī)泵閥狀況表抽吸泵○反洗水泵○○○加藥泵○產(chǎn)水泵○反洗泵○○○進(jìn)氣閥○時(shí)間15~30min30~60min2~8min30~60min5~10min60~90s1、當(dāng)不進(jìn)行分散化學(xué)清洗時(shí)，程序運(yùn)行按1-2-7或1-2-3-7。2、進(jìn)行程序轉(zhuǎn)換時(shí)所需考慮的緩沖時(shí)間應(yīng)在實(shí)際編程時(shí)進(jìn)行考慮。第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.11其他系統(tǒng)污泥回流系統(tǒng)從膜生物反應(yīng)池到缺氧池的硝化液循環(huán)量根據(jù)要求氨氮的去除率來決定。從膜生物反應(yīng)池到缺氧池的循環(huán)比如果為R，硝化液循環(huán)量則為RQ，從缺氧池到膜生物反應(yīng)池的混合液量則為(R+1)Q.氮磷營(yíng)養(yǎng)藥劑投加系統(tǒng)微生物生產(chǎn)繁殖代謝所需要的營(yíng)養(yǎng)比為BOD:T-N:T-P＝100:5:1。添加氮磷營(yíng)養(yǎng)藥劑以補(bǔ)充原水中氮磷不足部分的量。有機(jī)營(yíng)養(yǎng)藥劑投加系統(tǒng)使BOD/N成為3以上而添加不足部分的BOD，一般投加的有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物為甲醇。堿度補(bǔ)充系統(tǒng)若進(jìn)水中堿度不能保證保證硝化的進(jìn)行和氨氮的設(shè)計(jì)去除率，必須補(bǔ)充外加堿度。一般采用投加Na2CO3或NaHCO3。1mgNa2CO3相當(dāng)于0.94mgCaCO3堿度；1mgNaHCO3相當(dāng)于1.19mgCaCO3堿度；滲濾液處理應(yīng)用項(xiàng)目4.2GE-MBR中國(guó)項(xiàng)目4.1第四章.MBR案例介紹4.1GE-MBR中國(guó)項(xiàng)