MBR膜在無錫城鎮(zhèn)污水廠應(yīng)用(2015年5)

內(nèi)容MBR技術(shù)介紹無錫市城北廠MBR實例MBR在無錫的應(yīng)用第一頁，共45頁。MBR技術(shù)介紹第二頁，共45頁。膜生物反應(yīng)器（MembraneBiologicalReactor，MBR）MBR是懸浮培養(yǎng)生物處理法（活性污泥法）和膜分離技術(shù)的結(jié)合，其中膜分離系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的活性污泥法中的二沉池，把生物處理工藝所依賴的微生物從生物培養(yǎng)液（混合液）中分離出來，從而使微生物得以在生化反應(yīng)池內(nèi)保留下來，同時保證出水中基本上不含微生物和其他懸浮物。進(jìn)水預(yù)處理精細(xì)格柵生化池

膜池

消毒

出水MBR原理第三頁，共45頁。MBR工藝的特點是利用膜的固液分離原理，取代常規(guī)的沉淀，過濾技術(shù)，并使處理后的水質(zhì)直接達(dá)到（優(yōu)于）排放標(biāo)準(zhǔn)一級A的水平。MBR工藝的流程與傳統(tǒng)工藝的流程較為相似，一級處理與傳統(tǒng)工藝相同，在進(jìn)入二級處理部分之前設(shè)置精細(xì)格柵用于進(jìn)一步去除進(jìn)水中的SS以保護(hù)膜組件，二級＋深度處理部分采用生化池+膜池的方式取代傳統(tǒng)工藝中的生化池＋沉淀池＋過濾。第四頁，共45頁。傳統(tǒng)工藝沉淀池MBR工藝

過濾生物池生物池膜池膜生物反應(yīng)器出水出水第五頁，共45頁。清潔的膜絲基本性狀表面附著污泥時膜絲基本性狀第六頁，共45頁。清洗與沖洗廢液處理/處置化學(xué)在線清洗系統(tǒng)

膜擦洗鼓風(fēng)機(jī)濾出水工藝和儀表生化池出水反沖洗裝置透過液泵系統(tǒng)組成第七頁，共45頁。與傳統(tǒng)工藝相比：處理工藝中，污泥濃度MLSS大幅提高，池容減小，節(jié)省占地。出水水質(zhì)好，優(yōu)于一級A標(biāo)準(zhǔn)。一般城市污水，能使出水SS低于檢測限（1mg/L以下），BOD5小于2mg/L，CODCr小于30mg/L，氨氮小于1mg/L。污泥產(chǎn)量少，降低了污泥處理處置的費(fèi)用。流程短，自動化程度高，降低員工勞動強(qiáng)度，同時便于生產(chǎn)管理。出水水質(zhì)穩(wěn)定，可實現(xiàn)直接回用。抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，特別適用于工業(yè)廢水比重大，濃度高的污水處理廠。由于膜的高效截留作用，可使微生物完全截留在生物反應(yīng)器內(nèi)，實現(xiàn)反應(yīng)器水力停留時間（HRT）和污泥齡（SRT）的完全分離，使污染物的去除范圍更廣，運(yùn)行控制也更加靈活；第八頁，共45頁。MBR膜在無錫地區(qū)的應(yīng)用第九頁，共45頁。選擇MBR工藝的原因

進(jìn)水水質(zhì)復(fù)雜，處理難度高M(jìn)BR節(jié)省占地，現(xiàn)狀用地量有限MBR工藝的技術(shù)優(yōu)勢出水標(biāo)準(zhǔn)高，并考慮回用第十頁，共45頁。MBR膜的分類按分離機(jī)理：反應(yīng)膜、離子交換膜、滲透膜按膜的性質(zhì)：天然膜（生物膜）、合成膜（有機(jī)膜和無機(jī)膜）按膜的結(jié)構(gòu)形式：中空纖維、平板式、管式、螺旋式

中空纖維式優(yōu)點是：裝填密度高；造價相對較低；壽命較長，可以采用物化性能穩(wěn)定，透水率低的尼龍中空纖維膜；膜耐壓性能好，不需支撐材料。缺點是：對堵塞敏感，污染和濃差極化對膜的分離性能有很大影響。平板式優(yōu)點是：制造組裝簡單，操作方便，易于維護(hù)、清洗、更換。缺點是：密封較復(fù)雜，壓力損失大，裝填密度小。

第十一頁，共45頁。MBR膜組件第十二頁，共45頁。

MBR項目設(shè)計產(chǎn)水量（萬噸/日）膜組件類型投運(yùn)時間梅村二期3.0GEZeeWeed500d2009.02新城二期3.0西門子MemcorB30R2009.07碩放二期2.0三菱SADF2590+碧水源I代2009.10城北四期5.0碧水源II代2010.01胡埭二期2.3碧水源III代2010.12馬山三期1.75碧水源III代2011.10新城三期3.0三菱SADF25902011.10梅村三期5.0碧水源III代2012.01/2013.01城北四期續(xù)建2.0久保田RW400平板膜2015.05無錫地區(qū)的MBR項目第十三頁，共45頁。MBR工程現(xiàn)場第十四頁，共45頁。工藝路線1：厭缺好+MBR（胡埭、梅村一期、新城）膜過濾出水回流320%回流200%預(yù)處理進(jìn)水回流500%MBR在無錫市的應(yīng)用第十五頁，共45頁。工藝路線2：厭缺1缺2好+MBR（城北一期、二期）膜過濾出水回流350%回流200%預(yù)處理進(jìn)水回流500%MBR在無錫市的應(yīng)用第十六頁，共45頁。工藝路線3：缺1厭缺2好+MBR（馬山、梅村二期）膜過濾出水回流350%預(yù)處理進(jìn)水回流500%MBR在無錫市的應(yīng)用第十七頁，共45頁。工藝路線4：厭缺1好缺2-MBR（碩放）膜過濾出水回流100-200%預(yù)處理進(jìn)水回流500%回流300-400%MBR在無錫市的應(yīng)用第十八頁，共45頁。膜通量的衰減：是周期性過程，可通過的TMP的變化反映出來，當(dāng)膜清洗后，TMP迅速恢復(fù)到正常狀態(tài)，通常在10kPa以下，隨著過濾產(chǎn)水過程的進(jìn)行，TMP能維持較長時間的穩(wěn)定數(shù)值，然后逐漸升高至臨界值，此時，需停止產(chǎn)水進(jìn)入膜清洗階段。第十九頁，共45頁。除了膜污染會導(dǎo)致膜通量、即產(chǎn)水量的衰減外，低溫也會抑制膜的透水性，從下圖可以看出，水溫分別在10、20和30℃時，設(shè)計膜通量的校正系數(shù)分別約為0.75、0.92和1.1，水溫10℃時的膜通量相對20℃時約低23%，對于5萬噸/日的MBR膜系統(tǒng)，冬季低溫時產(chǎn)水量可能會下降至低于4.0萬噸/日。第二十頁，共45頁。注意事項①、膜組器取代了常規(guī)的二沉池和過濾池，主要作用是進(jìn)行泥水分離。因此，保持前段生化部分良好的運(yùn)行狀態(tài)是出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的基礎(chǔ)和前提。②確認(rèn)膜池曝氣正常，布?xì)饩鶆?。?dāng)系統(tǒng)停止曝氣或進(jìn)行曝氣管清洗的時候，停止過濾，嚴(yán)禁產(chǎn)水泵開啟。沒有膜面清洗的情況（停止曝氣或?qū)嵤┢貧夤芮逑磿r）進(jìn)行過濾，會有導(dǎo)致濾餅層快速堆積，膜間污泥堵塞、組件破損等危險。③化學(xué)清洗是對膜絲上的污染物進(jìn)行去除，所以定期進(jìn)行維護(hù)性清洗和離線清洗（堿洗加酸洗）是必須。④預(yù)處理工藝段精細(xì)格柵和膜格柵的穩(wěn)定運(yùn)行第二十一頁，共45頁。無錫市城北廠MBR膜應(yīng)用實例第二十二頁，共45頁。太湖新城污水廠城北污水廠無錫市排水公司蘆村污水廠22萬噸/天30萬噸/天15萬噸/天無錫市排水公司（無錫市排水有限公司）主要承擔(dān)主城區(qū)污水設(shè)施的投資、建設(shè)、營運(yùn)管理職能。下轄蘆村污水處理廠、城北污水處理廠、太湖新城污水處理廠、管網(wǎng)運(yùn)營公司、排水檢測中心，是無錫市從事城市水環(huán)境治理的專業(yè)骨干單位。概況第二十三頁，共45頁。一期二期三期四期及續(xù)建第二十四頁，共45頁。城北廠工藝流程MBR工藝第二十五頁，共45頁。厭氧區(qū)厭氧區(qū)厭氧區(qū)5萬噸/天2萬噸/天缺氧區(qū)Ⅰ好氧區(qū)膜清洗池臭氧發(fā)生間設(shè)備間進(jìn)水渠回流渠缺氧區(qū)Ⅱ接觸消毒池膜池2萬噸/天第二十六頁，共45頁。缺氧區(qū)好氧區(qū)膜池設(shè)備間第二十七頁，共45頁。氣動系統(tǒng)抽吸泵CIP泵第二十八頁，共45頁。觀水平臺景觀河第二十九頁，共45頁。MBR工藝設(shè)計第三十頁，共45頁。1兩段缺氧2三段回流3兩點進(jìn)水①第一缺氧區(qū)內(nèi)從好氧區(qū)回流的NO3-完全被還原，實現(xiàn)完全反硝化；②第二缺氧區(qū)內(nèi)實現(xiàn)內(nèi)源反硝化，節(jié)省外加碳源的投加①第一段回流為膜池混合液回流至好氧區(qū)；②第二段回流為好氧區(qū)混合液回流至缺氧區(qū)Ⅰ、缺氧區(qū)Ⅱ；③第三段回流為缺氧區(qū)Ⅰ的混合液回流至厭氧池在運(yùn)行時可以將原水按照一定比例靈活地分配到厭氧區(qū)和缺氧區(qū)Ⅰ，從而選擇優(yōu)先滿足脫氮或者生物除磷對進(jìn)水碳源的需要，增加系統(tǒng)的靈活性。第三十一頁，共45頁。中空纖維膜平板膜中空纖維膜與平板膜第三十二頁，共45頁。平面尺寸：88.8m×59.8m生物池有效水深：6.0m生物池總停留時間：10.73h 厭氧區(qū)停留時間：1.47h 缺氧區(qū)Ⅰ停留時間：2.01h 缺氧區(qū)Ⅱ停留時間：2.20h 好氧區(qū)停留時間：5.05h

平面尺寸：

59.8m×24.8m生物池有效水深：6.0m生物池總停留時間：10.21h 厭氧區(qū)停留時間：1.80h 缺氧區(qū)停留時間：3.76h

好氧區(qū)停留時間：4.65h

中空纖維膜平板膜第三十三頁，共45頁。設(shè)計厭氧區(qū)污泥濃度：X1＝3.2g/L設(shè)計缺氧區(qū)Ⅰ污泥濃度：X2＝4.8g/L設(shè)計缺氧區(qū)Ⅱ污泥濃度：X3＝6.4g/L設(shè)計好氧區(qū)污泥濃度：X4＝8.0g/L污泥負(fù)荷：0.049kgBOD5/kgMLSS/d污泥齡：20.5d缺氧區(qū)Ⅰ至厭氧區(qū)回流比：R1=200％好氧區(qū)至缺氧區(qū)回流比：R2=300％設(shè)計厭氧區(qū)污泥濃度：X1＝4.1g/L設(shè)計缺氧區(qū)污泥濃度：X2＝6.2g/L

設(shè)計好氧區(qū)污泥濃度：X4＝6.2g/L污泥負(fù)荷：0.060kgBOD5/kgMLSS/d污泥齡：24.1d缺氧區(qū)至厭氧區(qū)回流比：R1=200％好氧區(qū)至缺氧區(qū)回流比：R2=350％中空纖維膜平板膜第三十四頁，共45頁。膜池系列數(shù)：8每線膜箱數(shù)：8個設(shè)計通量：0.55m3/m2·d峰值通量：0.64m3/m2·d材質(zhì)/膜類型：PVDF膜池設(shè)計污泥濃度：9.6g/L膜池供氣量：450Nm3/min膜池至好氧區(qū)混合液回流比：R3=500％運(yùn)行方式：產(chǎn)水7min、停歇1min膜池系列數(shù)：4每線膜箱數(shù)：17套設(shè)計通量：0.51m3/m2·d峰值通量：0.56m3/m2·d材質(zhì)/膜類型：CPVC膜池供氣量：225Nm3/min膜池至好氧區(qū)混合液回流比：R3=500％運(yùn)行方式：產(chǎn)水9min、停歇1min中空纖維膜平板膜第三十五頁，共45頁。MBR中空膜和平板膜的出水水質(zhì)第三十六頁，共45頁。MBR化學(xué)清洗：（1）在線清洗：通常TMP達(dá)到25kPa以上時，單組膜池就要停止產(chǎn)水進(jìn)行在線清洗，次氯酸鈉（堿洗）或草酸（酸洗），然后恢復(fù)產(chǎn)水。

（2）離線清洗：當(dāng)在線清洗無法有效恢復(fù)通量時，組織進(jìn)行離線清洗（0.5~1年），先后通過次氯酸鈉（堿洗）和草酸（酸洗），離線清洗時間相對較長。雖然通過在線和離線清洗可以延緩膜污染的加劇，但膜污染本身是一個不可逆的過程，所以膜系統(tǒng)的產(chǎn)水量總體上來說呈現(xiàn)逐步衰減的過程。第三十七頁，共45頁。中空膜在線清洗流程第三十八頁，共45頁。平板膜在線清洗流程第三十九頁，共45頁。MBR中空膜和平板膜的處理量的比較清淤檢修期離線清洗后第四十頁，共45頁。MBR離線化學(xué)清洗第四十一頁，共45頁。

四期工程共配備6臺離心鼓風(fēng)機(jī)，其中膜池和生物池各3臺。膜池實際運(yùn)行2臺風(fēng)機(jī)，生物池實際運(yùn)行1臺風(fēng)機(jī)。好氧池末端溶解氧水平較高，不僅造成能耗的浪費(fèi)，好氧池回流污泥對缺氧池反硝化亦造成不良影響，在冬季負(fù)荷較低時問題更加突出。

由于曝氣池風(fēng)機(jī)開度最小條件下供風(fēng)量大于曝氣池的實際需氧量，為此提出將MBR生物池曝氣管與膜池曝氣管相連通的工程改造方案，通過調(diào)整風(fēng)機(jī)運(yùn)行臺數(shù)減小過量曝氣對工藝運(yùn)行的不良影響，并節(jié)約能耗。2013年9月對膜池曝氣系統(tǒng)進(jìn)行改造，改造后的曝氣系統(tǒng)運(yùn)行2臺風(fēng)機(jī)，能夠滿足好氧池的供氧需求和膜池的曝氣量，效率明顯提高。MBR節(jié)能降耗第四十二頁，共45頁。

首先如何防止膜污染是我們面臨的主要問題。膜污染現(xiàn)象非常復(fù)雜，它取決于濃度、溫度、pH值、離子強(qiáng)度等物理和化學(xué)參數(shù)。能耗是制約MBR推廣的又一重大問題，因為MBR工藝的發(fā)展不僅取決于工藝本身，還取決于其經(jīng)濟(jì)可行性。低成本的膜材料的開發(fā)、膜材料的改性、膜壽命的延長等問題都是MBR工藝應(yīng)用于污水處理與回用所亟待解決的問題。MBR運(yùn)行控制主要以自動化程序為主