高浓度废水处理之MBR膜设计要点

作为高浓度废水处理工艺的    MBR膜法    现在应用越来越广泛，以其稳定    污水处理    能力备受关注，但其巨大的维护量也使很多使用者头疼;那么要想在使用中尽量减少维护工作强度，在设计阶段就需要注意以下几个问题：  

  

一、该废水适不适合用MBR膜法  

MBR不是万能的，它属于微滤膜，是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;  

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);  

二、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;  

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，尽量采进口膜，三菱和精工的膜片都不错，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，设计通量方面，一般国产膜厂家出厂的设计通量已经留了足够的余量，但设计人员还是要再增加余量，个人认为增加50%以上，比如笔者曾经设计过一个小水量废水，MBR选用国产品牌，但设计MBR用量是标准量的10倍，到现在2年时间未进行清洗，一直在正常使用，出水COD维持在30mg/L以下;  

另外，最近出现的平板膜抗污染性能普标优于丝状膜;平板膜分为PVDF材质和PTFE材质,PTFE的抗污染性能最强，目前只有进口产品，以日本的性能最佳;膜的设计通量参考供应商提供的数据;  

三、MBR膜组件的设计  

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100mm(轴心距大于140mm)，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60~80mm就可以了;太大的间距导致占用空间太大;  

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，也可以这样说，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，而且在膜片上积累很多包裹物的时候，就需要对膜片进行喷洗，用高压水枪或自来水，安装太密会让你很难冲到内层膜片，建议单个膜组件处理量不要超过1.5m3/hr;  

四、MBR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100mm，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24:1即可(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  

五、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0.03Mpa，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)  

3、 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;  

4、 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;  

六、化学浸泡清洗  

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，在自来水压力2~3公斤时，DN50的自来水管流量约18~22m3/hr;  

8、常用化学清洗药剂及浓度：  

NaOH(用来杀菌和清洗掉有机污染物)：浓度1%~2%，浸泡时间>2h;  

柠檬酸(用来除去无机结垢，没有则省略)：浓度2%，浸泡时间>2h;  

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;  

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;  

9、清洗步骤：水冲洗→水浸洗→碱液浸洗→柠檬酸浸洗→NaClO浸洗→水冲洗→复位  

10、注意，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;  

11、注意，每次清洗完需要检查膜丝断丝，对于断丝单根打结处理;  

12、最近笔者设计出一套可以在线进行MBR浸泡清洗的MBR池型，已在申请专利，可避免MBR膜组件起吊等劳动量，实现自动在线浸泡清洗;  

七、在线反冲洗  

1、 首先不要对在线反冲洗抱有太大依赖，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、 但在线反冲洗还是要加，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，反冲洗还是很有效果的;  

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，不要不支持而却做了，造成膜丝孔径扩大)，反冲用的水至少是自来水，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2.5公斤，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。  

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