膜生物反應(yīng)器簡(jiǎn)介
1、MBR簡(jiǎn)述：
膜生物反應(yīng)器（MembraneBioreactor，簡(jiǎn)稱MBR）是一種將膜分離技術(shù)與傳統(tǒng)污水生物處理工藝有機(jī)結(jié)合的污水處理與回用工藝。膜分離設(shè)備放置在反應(yīng)器中，用膜對(duì)生化反應(yīng)池內(nèi)的含泥污水進(jìn)行過(guò)濾，可以將活性污泥和大分子有機(jī)物質(zhì)截留，實(shí)現(xiàn)泥水分離，同時(shí)使反應(yīng)器內(nèi)活性污泥濃度有提高，從而提高了生化反應(yīng)的降解效率。
在膜生物反應(yīng)器中，由于用膜組件代替?zhèn)鹘y(tǒng)活性污泥工藝中的二沉池，可以進(jìn)行固液分離，克服了傳統(tǒng)活性污泥工藝中出水水質(zhì)不夠穩(wěn)定、污泥容易膨脹等不足，從而具有下列優(yōu)點(diǎn)：
1)固液分離：其分離效果好于傳統(tǒng)的沉淀池，出水水質(zhì)良好，出水懸浮物和濁度接近于零，可直接回用，實(shí)現(xiàn)了污水資源化；且MBR工藝略去了二沉池，減少占地面積。
2)高效截留：可使微生物截留在生物反應(yīng)器內(nèi)，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器水力停留時(shí)間（HRT）和污泥停留時(shí)間（SRT）的分離，使運(yùn)行控制更加靈活穩(wěn)定。
3)機(jī)械截流作：生物反應(yīng)器內(nèi)可保持高的污泥濃度，從而能提高容積負(fù)荷，降低污泥負(fù)荷，剩余污泥產(chǎn)量低，降低了污泥處理費(fèi)用。
4)有利于增殖緩慢的微生物如硝化細(xì)菌的截留和生長(zhǎng)，系統(tǒng)硝化效率得以提高。也可增長(zhǎng)一些難降解有機(jī)物在系統(tǒng)中的水力停留時(shí)間，有效地將分解難降解有機(jī)物的微生物滯留在反應(yīng)器內(nèi)，有利于難降解有機(jī)物降解效率的提高。
5)膜生物反應(yīng)器易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，操作管理方便。
6)膜生物反應(yīng)器可以濾除細(xì)菌、病毒等有害物質(zhì)，不需設(shè)消毒設(shè)備，不需加藥，不需控制余氯，使管理和操作更為方便，并可節(jié)省加藥消毒所帶來(lái)的長(zhǎng)期運(yùn)行費(fèi)用。
膜-生物反應(yīng)器（MBR）的主要應(yīng)用領(lǐng)域：
●難降解工業(yè)廢水：化工廢水、醫(yī)藥廢水、焦化廢水、垃圾滲濾液。
●高濃度有機(jī)廢水：食品加工廢水、養(yǎng)殖廢水。
●一般廢水：生活廢水、城市污水站出水。
●微污染飲用水：河水、水庫(kù)水。
●污水處理設(shè)施的升級(jí)改造。
第二章 中空纖維簾式膜組件
中空纖維簾式膜組件簡(jiǎn)介：
中空纖維簾式膜組件（MBR膜片）是膜-生物反應(yīng)器的膜分離組件，由聚丙烯中空纖維膜和出水管組成。
2.1、聚丙烯中空纖維膜（PVDF）的特點(diǎn)
●膜的強(qiáng)度高：由于聚丙烯中空纖維膜的制備方法采用的是“熔融擠出、拉伸成型”的制膜方法，聚丙烯大分子規(guī)則取向，因而膜的強(qiáng)度高，在曝氣和定期的化學(xué)清洗過(guò)程中，膜不容易斷裂。
●膜的化學(xué)穩(wěn)定性能好：聚丙烯中空纖維膜生產(chǎn)過(guò)程中，沒有投加任何添加劑和致孔劑等。可以采用強(qiáng)酸或者強(qiáng)堿清洗，可以采用含氯消毒劑清洗膜表面的大量微生物污染，而且清洗后的膜通量性好。
2.2、聚丙烯中空纖維膜（PVDF）的主要技術(shù)參數(shù)：
● 膜材質(zhì)：聚丙烯（PVDF）
● 膜壁厚：100～30μm
● 膜孔徑：0.1～0.2μm
●透氣率：＞7.0×10-2（cm3/cm2·s·cmHg）
● 縱向強(qiáng)度：150MPa
● 孔隙率：40～50%
● 工作溫度：5-40℃
● 連續(xù)運(yùn)行PH范圍：2-10
● 設(shè)計(jì)通量：10-25L/m2.h
● 反洗強(qiáng)度：30-50L/m2.h
● 污泥濃度：5000-10000mg/L
● 運(yùn)行方式：負(fù)壓抽吸
● 跨膜壓差：≤60kPa
● 過(guò)濾方式：間隙過(guò)濾，連續(xù)曝氣
2.3、產(chǎn)品技術(shù)要求：
2.3.1中空纖維簾式膜組件外觀要求：
中空纖維簾式膜組件外觀清潔、無(wú)斷絲。
2.3.3中空纖維簾式膜組件密封性要求：
中空纖維簾式膜組件在 0.02MPa 壓力下整體試壓無(wú)滲漏。
2.4親水
中空纖維簾式膜組件在包裝前需要進(jìn)行親水處理，親水方法是將中空纖維簾式膜組件浸泡在95%的工業(yè)酒精中10-15分鐘，然后用清水沖洗至基本無(wú)酒精味，基本瀝干清水后即可進(jìn)行包裝。產(chǎn)品在安裝前應(yīng)檢查是否有脫水現(xiàn)象（合格的中空纖維簾式膜組件膜絲表面會(huì)有大量水珠，如無(wú)水珠視為脫水），如有脫水則應(yīng)該重新進(jìn)行親水處理，然后再安裝。
第三章 膜生物反應(yīng)器設(shè)計(jì)
3.1膜-生物反應(yīng)器設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介
膜-生物反應(yīng)器與傳統(tǒng)活性污泥法一樣，原水中的有機(jī)物通過(guò)微生物而進(jìn)行分解，中空纖維簾式膜組件主要起到分離生化后水和污泥的作用，所以在設(shè)計(jì)前也需要考慮廢水的可生化性、進(jìn)水水質(zhì)、出水要求等因素，然后確定合適的工藝和相關(guān)的設(shè)計(jì)參數(shù)。對(duì)于大型的膜-生物反應(yīng)器項(xiàng)目及針對(duì)成份復(fù)雜的工業(yè)廢水，在確定工藝和設(shè)計(jì)參數(shù)前，通過(guò)足夠的小試或中試試驗(yàn)來(lái)進(jìn)行摸索和驗(yàn)證。
3.2膜-生物反應(yīng)器的典型設(shè)計(jì)工藝流程圖
3.3活性污泥條件
MLSS建議適用范圍5000-12000mg/L。污泥濃度過(guò)低會(huì)影響膜-生物反應(yīng)器的處理效果，污泥濃度過(guò)高會(huì)加劇膜-生物反應(yīng)器里中空纖維簾式膜組件的污堵，進(jìn)而影響膜-生物反應(yīng)器的正常運(yùn)行。
3.4預(yù)處理膜-生物反應(yīng)器的預(yù)處理包括傳統(tǒng)活性污泥法的預(yù)處理和保護(hù)中空纖維膜組件的預(yù)處理兩部分。
3.4.1傳統(tǒng)活性污泥法的預(yù)處理
● 顆粒物的去除：粗格柵、細(xì)格柵、沉砂池。
● 水量、水質(zhì)調(diào)整：調(diào)節(jié)池、加酸堿調(diào) PH 值、絮凝、沉淀。
● 可生化性處理：微電解、水解酸化、厭氧、兼氧、接觸氧化。
3.4.2 保護(hù)中空纖維簾式膜組件的預(yù)處理
●除油設(shè)施：如果原水中含有油脂或礦物質(zhì)油時(shí)，需要配備專門的除油設(shè)施（如吸附、氣浮等），使油脂含量＜50mg/L，礦物質(zhì)油含量＜3mg/L。這是因?yàn)殡S著過(guò)濾的進(jìn)行，油脂或礦物質(zhì)油成份會(huì)廣泛的吸附在中空纖維簾式膜組件膜絲的表面上，從而堵塞膜絲表面的微孔造成不可修復(fù)性的膜污堵。
●超細(xì)格柵：如果原水中含有頭發(fā)及纖維狀物質(zhì)，在配備常規(guī)的粗格柵（20-25mm）和細(xì)格柵（5-10mm）后，還需要配備孔徑為1mm的超細(xì)格柵。這是因?yàn)轭^發(fā)及纖維狀物質(zhì)很容易纏繞在中空纖維簾式膜組件的膜絲上，造成膜絲斷裂或膜絲抱團(tuán)引起活性污泥結(jié)塊污堵膜絲，影響出水水量和水質(zhì)。
●消泡劑：如果系統(tǒng)污泥起泡多，需要加消泡劑，使用乙醇系列消泡劑，嚴(yán)禁使用硅膠系列消泡劑。這是因?yàn)殡S著過(guò)濾的進(jìn)行，硅膠系列消泡劑會(huì)廣泛的吸附在中空纖維簾式膜組件膜絲的表面上，從而堵塞膜絲表面的微孔造成不可修復(fù)性的膜污堵。
●絮凝劑：如果在膜-生物反應(yīng)器的前級(jí)處理中有使用絮凝劑時(shí)（特別是高分子絮凝劑如PAM），應(yīng)避免未絮凝的絮凝劑進(jìn)入膜-生物反應(yīng)器中。這是因?yàn)殡S著過(guò)濾的進(jìn)行，絮凝劑會(huì)吸附在中空纖維簾式膜組件膜絲的表面上，從而堵塞膜絲表面的微孔造成不可修復(fù)性的膜污堵。
3.5抽吸泵
抽吸泵用于將中空纖維簾式膜組件截留過(guò)濾后的水抽吸出來(lái)排放或進(jìn)入下一處理單元，抽吸泵的進(jìn)口與集水管相連。
● 選型要求：抽吸泵應(yīng)選擇自吸泵，而且要求吸程＞5米。
● 運(yùn)行方式：抽吸泵設(shè)計(jì)運(yùn)行12分鐘，停運(yùn)3分鐘。
●安裝要求：抽吸泵安裝好后，要求抽吸泵的進(jìn)、出水口都低于膜-生物反應(yīng)器的有效水位，否則需要在抽吸泵的進(jìn)水口安裝一個(gè)引水罐，主要用于保證抽吸泵的工作順暢。另外，抽吸泵工作時(shí)需要進(jìn)行灌水排氣，否則抽吸泵可能抽吸不出水來(lái)，長(zhǎng)時(shí)間這樣還會(huì)損壞抽吸泵本身。
●恒流量設(shè)計(jì)：膜-生物反應(yīng)器出水采用恒流量設(shè)計(jì)，并通過(guò)控制抽吸泵來(lái)實(shí)現(xiàn)，一般方法是為抽吸泵安裝變頻器或者在抽吸泵的進(jìn)出口裝一回流閥來(lái)調(diào)節(jié)流量恒定。
3.6鼓風(fēng)機(jī)
膜生物反應(yīng)器的鼓風(fēng)機(jī)選型除風(fēng)量大小不一樣外，其他要求如風(fēng)壓、噪音等與常規(guī)活性污泥法一樣。在膜-生物反應(yīng)器中，曝氣量包括為微生物提供氧氣的氣量和為中空纖維簾式膜組件提供表面沖刷、吹掃作用的氣量?jī)刹糠?，這兩部分的總曝氣量與膜-生物反應(yīng)器的總出水量之比稱為氣水比。我們?cè)O(shè)計(jì)膜生物反應(yīng)器的氣水比范圍為20:1～30:1，按膜面積計(jì)算為1.74～2.60L/min/m2。
3.7反洗泵
反洗泵主要通過(guò)抽吸膜-生物反應(yīng)器出水或自來(lái)水來(lái)沖洗中空纖維簾式膜組件，具體選型要求：
●流量：為單個(gè)或多個(gè)膜-生物反應(yīng)器膜堆出水量的1.5倍（取決于系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)反洗泵是對(duì)單個(gè)還是多個(gè)膜-生物反應(yīng)器膜堆同時(shí)進(jìn)行反洗）。
● 揚(yáng)程：≤15米。
3.8加藥泵（可以設(shè)計(jì)與反洗泵共用）
加藥泵主要是用來(lái)把加藥箱里的藥液打入中空纖維簾式膜組件膜絲的內(nèi)部，為其提供低濃度和高濃度維護(hù)性清洗（在線清洗）時(shí)使用，具體選型要求：
●流量：[（1L/m2×膜面積）+加藥管路體積]×2,單位：L/h。
● 抗腐蝕性能：耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿，一般選用塑料化工泵。
● 藥箱體積：（1L/m2×膜面積）+加藥管路體積,單位：L。
3.9儀器儀表
膜-生物反應(yīng)器的必配儀器儀表主要包括出水真空壓力表、出水流量計(jì)和液位計(jì)等。其他的如在線PH計(jì)、在線濁度儀和在線COD儀等依客戶需要配置。
●出水真空壓力表出水真空壓力表量程為-0.1～0MPa，（帶報(bào)警的電接點(diǎn)壓力表）主要用于監(jiān)控中空纖維簾式膜組件的污堵情況。出水真空壓力表一般安裝在抽吸泵的入口，如果管路長(zhǎng)，在靠近膜-生物反應(yīng)器膜堆的地方再裝一只就地出水真空壓力表，方便觀察。膜-生物反應(yīng)器正常運(yùn)行時(shí)出水真空壓力表值為-0.02～-0.05MPa，當(dāng)超過(guò)-0.05MPa時(shí)，需要聯(lián)系我公司相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行指導(dǎo)清洗，具體清洗方法見第四章。
●出水流量計(jì)：出水流量計(jì)主要用于監(jiān)測(cè)膜-生物反應(yīng)器的出水量，并按照恒流量設(shè)計(jì)來(lái)調(diào)節(jié)抽吸泵的變頻器或抽吸泵的回流閥開關(guān)大小。
●液位計(jì)：液位計(jì)主要用于監(jiān)測(cè)膜-生物反應(yīng)器池內(nèi)的液位狀況，并控制原水泵和抽吸泵等的聯(lián)動(dòng)操作。液位計(jì)一般設(shè)計(jì)有高、中和低三個(gè)液位，具體聯(lián)動(dòng)控制為：水位低于低液位時(shí)抽吸泵停運(yùn)，水位低于中液位時(shí)原水泵運(yùn)行，水位高于中液位時(shí)抽吸泵運(yùn)行，水位高于高液位時(shí)原水泵停運(yùn)。
第四章 中空纖維簾式膜組件的清洗
4.1清洗方法
中空纖維簾式膜組件的清洗按清洗時(shí)中空纖維簾式膜組件的位置可以分為原位清洗和非原位清洗，按清洗液性質(zhì)可以分為物理清洗和化學(xué)清洗，詳細(xì)分類見下表：
分類
清洗方法
膜組件狀況
工程設(shè)備
頻率
清洗液配方
物理
空氣吹掃
原位、運(yùn)行
鼓風(fēng)機(jī)
連續(xù)
風(fēng)
間歇抽吸
原位、停運(yùn)
抽吸泵
1次/15 分鐘
出水
反沖洗
反洗泵
1次/天 出水
化學(xué)
維護(hù)性
清洗
低濃度
加藥泵
1次/周
配方二
高濃度
1次/月
配方三
恢復(fù)性清洗
非原位、停運(yùn)
清洗池
≤1次/半年
配方一/配方四
●空氣吹掃：空氣吹掃是在膜-生物反應(yīng)器運(yùn)行過(guò)程中完成的，既在中空纖維簾式膜組件截留過(guò)濾的同時(shí)，通過(guò)膜-生物反應(yīng)器膜堆下面曝氣箱里的穿孔曝氣管形成的大氣泡對(duì)其表面進(jìn)行吹掃，主要用于延緩中空纖維簾式膜組件的污染。此過(guò)程24小時(shí)都在連續(xù)進(jìn)行。
●間歇抽吸：間歇抽吸是通過(guò)控制抽吸泵間歇停運(yùn)時(shí)曝氣不停，加強(qiáng)空氣吹掃作用，達(dá)到進(jìn)一步延緩中空纖維簾式膜組件的污染。抽吸泵運(yùn)行12分鐘，停運(yùn)3分鐘。
●反沖洗：反沖洗是在是在抽吸泵停運(yùn)時(shí)曝氣不停，通過(guò)反洗泵抽吸膜-生物反應(yīng)器出水或自來(lái)水沖洗中空纖維簾式膜組件，達(dá)到進(jìn)一步延緩中空纖維簾式膜組件的污染。反沖洗頻率為1次/天，每次時(shí)間約為15分鐘。
●維護(hù)性清洗維護(hù)性清洗又稱為在線清洗，是在抽吸泵和曝氣都停運(yùn)時(shí)，通過(guò)加藥泵將藥液注入中空纖維簾式膜組件膜絲內(nèi)部的清洗方法。維護(hù)性清洗依據(jù)清洗液濃度的高低分為低濃度和高濃度維護(hù)性清洗兩種，清洗時(shí)間約為150分鐘（加藥時(shí)間為30分鐘，浸泡90分鐘，空氣吹掃30分鐘）。
●恢復(fù)性清洗恢復(fù)性清洗又稱為離線清洗或非原位清洗，是在抽吸泵和曝氣都停運(yùn)時(shí)，將膜-生物反應(yīng)器膜堆或者中空纖維簾式膜組件從膜-生物反應(yīng)器中取出放入專門的清洗池進(jìn)行浸泡清洗的清洗方法，清洗時(shí)間為12-24小時(shí)。
4.2清洗液配方常用清洗液配方見下表：
藥劑種類及濃度
清洗對(duì)象
配方一
0.5%的鹽酸
無(wú)機(jī)物（金屬氧化物、垢類）
配方二（低濃度）
100mg/L的次氯酸鈉
有機(jī)物（澡類、細(xì)菌）
配方三（高濃度）
300mg/L的次氯酸鈉
配方四
3%的氫氧化鈉+200mg/L的次氯酸鈉
有機(jī)物（蛋白質(zhì)、細(xì)菌殘骸）
注：
1、表中是標(biāo)準(zhǔn)條件，根據(jù)原水水質(zhì)和污染物不同可以適當(dāng)調(diào)整，具體請(qǐng)聯(lián)系我公司相關(guān)技術(shù)人員。
2、表中鹽酸和氫氧化鈉為質(zhì)量百分比濃度，次氯酸鈉為有效氯濃度。
