MBR工藝全面介紹課件

MBR工藝講座大綱第一章MBR工藝簡介第二章MBR工藝用膜、膜組件第三章MBR系統(tǒng)設計第四章MBR案例介紹第一章.MBR工藝簡介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工藝簡介1.1MBR含義及其工作原理在傳統(tǒng)的污水生物處理技術中，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行狀況，改善污泥沉降性必須嚴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速率。水力停留時間（HRT）與污泥齡（SRT）相互依賴，提高容積負荷與降低污泥負荷往往形成矛盾。系統(tǒng)在運行過程中還產生了大量的剩余污泥，其處置費用占污水處理廠運行費用的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，出水水質惡化。第一章.MBR工藝簡介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與傳統(tǒng)廢水生物處理技術有機結合，不僅省去了二沉池的建設，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)勢菌群)的出現(xiàn)，提高了生化反應速率。同時，通過降低F/M比減少剩余污泥產生量（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工藝簡介膜組件和生物反應器分開設置。生物反應器中的混合液經循環(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器內部，進水進入膜-生物反應器，其中的大部分污染物被混合液中的活性污泥去除，再在負壓作用下由膜過濾出水。分置式一體式復合式形式上也屬于一體式膜-生物反應器，所不同的是在生物反應器內加裝填料，從而形成復合式膜-生物反應器，改變了反應器的某些性狀。1.2MBR工藝分類第一章.MBR工藝簡介1、高效的固液分離，出水水質優(yōu)質穩(wěn)定。2、剩余污泥產量少。MBR的優(yōu)勢3、占地面積小，無需二沉池，工藝設備集中。4、可去除氨氮及難降解有機物。

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，易于實現(xiàn)自動控制。1.3MBR工藝優(yōu)越性第一章.MBR工藝簡介1.4MBR工藝的不足1、投資大：膜組件的造價高，導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：泥水分離的膜驅動壓力;高強度曝氣；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，導致運行成本高。膜組件一般使用壽命在5年左右，到期需更換。第一章.MBR工藝簡介1.6MBR發(fā)展前瞻應用領域1.現(xiàn)有城市污水處理廠的更新升級。2.無排水管網(wǎng)系統(tǒng)地區(qū)的污水處理，如居民點、旅游度假區(qū)、風景區(qū)等。3.有污水回用需求的地區(qū)或場所，如賓館、洗車業(yè)、客機、流動廁所等。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）的應用。第一章.MBR工藝簡介1.6MBR發(fā)展前瞻研究重點1、膜污染的機理及防治。2、MBR工藝流程形式及運行條件的優(yōu)化.3、MBR工藝經濟性研究。4、以節(jié)能、處理特殊水質對象開發(fā)新型的膜生物反應器。5、成熟、系統(tǒng)MBR的工藝設計方法。6、形形色色的生物反應器

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?。≒P）。其中聚偏二氟乙烯（PVDF）由于其優(yōu)良的物理和化學性能（強度和耐腐蝕性）在國內和國外用量均最大。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，有很強的物理強度和化學穩(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等無機材料制備的多孔膜，其孔徑為0.1－50μm。具有化學穩(wěn)定性好，能耐酸、耐堿、耐有機溶劑:機械強度大，可反向沖洗:抗微生物能力強:耐高溫:孔徑分布窄，分離效率高等特點。陶瓷膜與同類的有機高分子膜相比具有許多優(yōu)點：它堅硬、承受力強、耐用、不易阻寨，對具有化學侵害性液體和高溫清潔液有更強的抵抗能力，其主要缺點就是價格昂貴目，制造過程復雜。2.2MBR膜組件第二章.MBR工藝用膜、膜組件板框式是MBR工藝最早應用的一種膜組件形式，外形類似于普通的板框式壓濾機。優(yōu)點：優(yōu)點是：制造組裝簡單，操作方便，易于維護、清洗、更換。缺點：密封較復雜，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成，有內壓型和外壓型兩種運行方式。實際中多采用內壓型，即進水從管內流入，滲透液從管外流出。膜直徑在6~24mm之間。管狀膜被放在一個多孔的不銹鋼、陶瓷或塑料管內，每個膜器中膜管數(shù)目一般為4－18根。管狀膜目前主要有燒結聚乙烯微孔濾膜、陶瓷膜、多孔石墨管等，價格較高，但耐污染且易清洗。尤其對高溫介質適用。

優(yōu)點：料液可以控制湍流流動，不易堵塞，易清洗，壓力損失小。

缺點：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，兩側是膜，三邊密封，開放邊與一根多孔的中心產品水收集管密封連接，在膜袋外部的原水側墊一層網(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，形成一個膜卷，裝進圓柱形壓力容器內，就制成了一個螺旋卷式膜組件。優(yōu)點：膜的裝填密度高；膜支撐結構簡單；濃差極化小；容易調整膜面流態(tài)。

缺點：中心管處易泄漏；膜與支撐材料的粘結處膜易破裂而泄漏；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,不可反沖洗獨立的清洗獨立的清洗填充密度

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，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，沒有反沖洗化學清洗?；瘜W及機械清洗。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)設計MBR工藝組成3.2

MBR設計需求信息3.1MBR工藝路線選擇3.3膜池的設計3.4膜元件的選擇與安裝3.5MBR產水系統(tǒng)3.6MBR反洗系統(tǒng)3.8

MBR曝氣系統(tǒng)3.7MBR化學清洗系統(tǒng)3.9MBR自動控制系統(tǒng)3.10其他系統(tǒng)3.11第三章.MBR系統(tǒng)設計3.1MBR設計需求信息廢水水質最少的水質條件包括：BOD、COD；TSS、VSS；N、P、Alk；T。現(xiàn)場條件包括：咨詢報告、場地限制、特殊地貌；如果是改造項目，則還需要工廠平面圖、池子和渠道的尺寸，運行歷史數(shù)據(jù)等。處理量和水力負荷該信息對工藝配置和處理工藝的選擇具有決定意義。出水水質要求或出水用途，該要求影響處理工藝流程的選擇。MBR設計信息需求表第三章.MBR系統(tǒng)設計3.2MBR工藝組成1、預處理——細格柵，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為例預處理格柵—GE要求，初沉池、沉砂池—設計方決定生化工藝部分由GE或設計方決定膜過濾部分膜工藝（或產品）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—設計方決定，污泥處置方式—設計方決定設計職責第三章.MBR系統(tǒng)設計3.2MBR工藝組成第三章.MBR系統(tǒng)設計3.3MBR工藝路線選擇針對生活污水的MBR工藝流程第三章.MBR系統(tǒng)設計3.3MBR工藝路線選擇針對工業(yè)廢水的MBR工藝流程第三章.MBR系統(tǒng)設計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)設計3.4膜池的設計缺氧池設計設計原則：氮容積負荷定位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以上膜池設計設計原則：BOD容積負荷在2.0kg-BOD/(m3.d)以下設計缺氧池對進水BOD的去除率為η(20%～50%)，則流入膜生物反應池的BOD濃度為CBOD×(1-20%)；需要的膜生物反應池的容積為CBOD×(1-20%)÷2以上。第三章.MBR系統(tǒng)設計3.5膜元件的選擇和安裝選擇核實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間膜元件的選擇第三章.MBR系統(tǒng)設計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)設計3.6MBR產水系統(tǒng)產水系統(tǒng)可采用連續(xù)運行或間歇運行兩種不同的運行方式；

對于微污染源水或MBR池MLSS濃度低的系統(tǒng)可連續(xù)產水；

對于高MLSS的系統(tǒng)，可選用抽吸與停抽相結合的運行方式。第三章.MBR系統(tǒng)設計3.7MBR曝氣系統(tǒng)需氧量曝氣系統(tǒng)主要為膜生物反應池的微生物生長代謝提供氧氣，主要有三個方面：1.微生物氧化分解有機物的需氧量2.微生物自身細胞物質的氧化分解的需氧量3.對污水中氨氮進行氧化所需氧量。10/30曝氣通過改進采取循環(huán)曝氣可以降低能耗。以前為10S開10S關→現(xiàn)在10S開30S關，該曝氣方式要求膜組件為偶數(shù)列。兩列膜同時工作，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，提高了絮體結構及去除性。單列膜；峰值情況；高結垢情況下不能采取10/30曝氣。第三章.MBR系統(tǒng)設計3.8MBR反洗系統(tǒng)

結合有機物污染通過堿洗效果明顯、鹽結垢通過酸洗效果明顯的原理，將化學加強反洗程序引入到MBR膜的運行過程中。通過類似于低強度的化學清洗的操作，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恢復形成協(xié)同惡化的效應。第三章.MBR系統(tǒng)設計3.8MBR反洗系統(tǒng)加藥種類化學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)設計3.9MBR加藥系統(tǒng)污染物化學藥劑濃度清洗時間有機物10%次氯酸鈉1000~5000mg/L1~2h有機物氫氧化鈉PH<121h無機物鹽酸0.1mol/L1~2h化學清洗的頻率和操作的條件與進水的水質有關。通常情況下運行1～3個月或在相同的運行條件下透過膜的壓差比初期上升的0.5bar以上時就應該進行化學清洗。第三章.MBR系統(tǒng)設計3.10MBR自動控制系統(tǒng)狀態(tài)運行停機步驟序號1234567步序運行汽水反洗停抽加藥浸泡沖洗停機泵閥狀況表抽吸泵○反洗水泵○○○加藥泵○產水泵○反洗泵○○○進氣閥○時間15~30min30~60min2~8min30~60min5~10min60~90s1、當不進行分散化學清洗時，程序運行按1-2-7或1-2-3-7。2、進行程序轉換時所需考慮的緩沖時間應在實際編程時進行考慮。第三章.MBR系統(tǒng)設計3.11其他系統(tǒng)污泥回流系統(tǒng)從膜生物反應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池的混合液量則為(R+1)Q.氮磷營養(yǎng)藥劑投加系統(tǒng)微生物生產繁殖代謝所需要的營養(yǎng)比為BOD:T-N:T-P＝100:5:1。添加氮磷營養(yǎng)藥劑以補充原水中氮磷不足部分的量。有機營養(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，一般投加的有機營養(yǎng)物為甲醇。堿度補充系統(tǒng)若進水中堿度不能保證保證硝化的進行和氨氮的設計去除率，必須補充外加堿度。一般采用投加Na2CO3或NaHCO3。1mgNa2CO3相當于0.94mgCaCO3堿度；1mgNaHCO3相當于1.19mgCaCO3堿度；滲濾液處理應用項目4.2GE-MBR中國項目4.1第四章.MBR案例介紹4.1GE-MBR中國項