一體化污水處理設(shè)備
MBR膜組件在設(shè)計和清洗方面的要點
MBR屬于微濾膜,是按能通過的顆粒物粒徑來定義的,膜的堵塞問題是關(guān)鍵,一些易結(jié)垢、含油類物質(zhì)和粘稠性物質(zhì)較多的廢水,一般不要采用MBR膜法處理。
MBR膜法現(xiàn)在應(yīng)用越來越廣,要想在使用中盡量減少維護工作量,在設(shè)計階段就需要注意以下問題:
一、不適合MBR膜法處理的廢水類型
不適合MBR膜法處理的廢水類型:乳化液/研磨液/淬火液/冷卻液廢水、表面活性劑廢水、石油類廢水、脂類廢水(有預(yù)處理措施除外)。
二、MBR組件的設(shè)計
1、MBR膜組件通常是把膜片拼裝在一起形成一個膜組件,要注意的是,膜片與膜片之間間距要足夠大,有效距離要大于100mm(軸心距大于140mm),如果膜片本身膜絲密度大,則有效間距要適當(dāng)放寬,這樣做的目的是保持沖洗氣流順暢到達頂部膜絲,同時也減少膜絲之間的板結(jié)和截留物,減少膜組件的清洗頻率。
平板膜的間距只要60~80mm就可以,太大的間距將導(dǎo)致MBR組件占用生化槽腔空間太大。
2、膜片橫向和豎向裝都可以,具體取決于安裝的空間。推薦使用豎向安裝的方式。
橫向裝時,要使得膜絲保持微下垂,下垂幅度在10mm內(nèi),也就是說,在保證膜絲不受拉力的前提下,膜絲盡量直,這樣膜絲和膜絲之間就不會留有太多的雜物。
3、不要把膜組件設(shè)計的很大,因為太大的膜組件,在生化槽腔的安裝密度就會大,同樣的攪拌空氣量對它來講就會顯得不足。
當(dāng)MBR膜上積累很多包裹物的時候,就需要對膜進行噴洗,噴洗可用高壓水槍或自來水,安裝太密會很難沖洗到內(nèi)層膜片。
4、 建議單個膜組件處理量不要超過1.5m3/h。
三、MBR腔曝氣裝置的設(shè)計要點
1、 曝氣裝置可以固定在池底(需要做膜組件承托架和膜組件滑入導(dǎo)軌),也可以跟膜組件做在一起,曝氣管的位置要做精心考慮,采用DN20穿孔管,每個膜片間隙對應(yīng)一路穿孔管,曝氣孔鉆孔大小Φ2.0mm,鉆孔間距100mm,相鄰兩路穿孔管鉆孔位置交錯穿插,孔口做單排垂直向上,不用擔(dān)心沉降的污泥會對孔口產(chǎn)生堵塞??卓谧龀呻p排斜向下的做法一般認為不可取。
2、 曝氣量的大小進行粗略估算,根據(jù)經(jīng)驗數(shù)字,按照氣水比24:1即可(常規(guī)池深3.5m),
風(fēng)機排風(fēng)壓頭選型比高液位高0.01MPa=1m。
風(fēng)機出口設(shè)置泄氣閥,泄氣管口徑全開能卸掉70%的空氣量即可。
泄氣口上加裝消音器。
以上這套裝置用來控制生化槽中的DO值以及保護風(fēng)機。
3、 每個膜組件曝氣都設(shè)置單獨的調(diào)節(jié)閥。
整個生化槽的充氧曝氣要另外做單獨的控制閥。
用微孔充氧曝氣裝置,確保能靈活調(diào)整攪拌空氣量和充氧空氣量。
4、 MBR池DO控制2.5~5之間,正常液位約為3ppm,在液位高低不同時,DO也會有變化,不宜長時間超過5.0ppm。
四、MBR抽吸泵(自吸泵)的設(shè)計要點
1、 有條件的情況下,盡量每個膜組件配1臺泵,,在每個膜組件吸水管路上裝透明流量計,這樣方便觀察判定每個膜組件的狀態(tài)(壓力和流量)。
也可以多個膜組件共一臺泵。
2、 抽吸泵盡量低于低液位安裝(即水泵倒灌安裝),越低越好。
在膜組件正常狀態(tài)下,靠自吸泵的虹吸也是可以出水的,如果MBR是池內(nèi)安裝是地下池,為確保倒灌安裝,水泵可以做下沉地下機房,用以確保抽吸泵能倒灌安裝有足夠的倒灌吸程。
如果MBR為箱式設(shè)備地表安裝,為確保倒灌安裝,水泵做箱體側(cè)壁外置安裝即可,水泵吸水口低于MBR腔液位,確保抽吸泵能倒灌安裝有足夠的吸程。
要求水泵低于MBR的低液位的倒灌安裝,主要考慮的影響因素是跨膜壓差,MBR的各品牌規(guī)定略有不同,一般不宜高于0.03Mpa=3m。
在這里跨膜壓差不一定等于真空表讀數(shù),還要看泵的進水口高度和生化池液位的高度差,如果真空表的讀數(shù)為0.03MPa=3m,生化池液位比泵進水口高1m(即水泵倒灌1m),那么此時的跨膜壓差為0.04MPa=4m。即真空表的讀數(shù)+倒灌1m的水柱壓力=0.03MPa=3m+水泵倒灌1m=0.04MPa=4m。
若泵安裝位置高于生化池液位1m,則水泵為吸上式安裝,吸上高度為1m,此時的跨膜壓差只有0.02MPa=真空表的讀數(shù)0.03MPa=3m +吸上-1m的水柱壓力=2m。
公式:跨膜壓差=真空表讀數(shù)(取正)+(生化池液面高度-抽吸泵進水口高度)。
3、 抽吸泵出口管路盡量要加裝透明流量計和取樣閥。
透明的流量計就可以直觀的看到水質(zhì)狀態(tài)。
每個流量計前面或后面加調(diào)節(jié)閥,用來調(diào)節(jié)膜組件的出水量。
4、 MBR設(shè)備的電氣控制
MBR抽吸泵(自吸泵)啟停時間:
推薦抽吸泵啟動運行13min,停泵2min,即水泵一個運行周期T=13+2=15min。
設(shè)置超壓停泵電路,在電接點壓力表壓力超*,能停泵并報警。
控制電路上要設(shè)置抽吸泵與風(fēng)機互鎖聯(lián)動電路,確保風(fēng)機在停止?fàn)顟B(tài)時,抽吸泵不工作。
五、化學(xué)浸泡法清洗MBR組件的輔助清洗設(shè)備設(shè)計
1、在有條件的情況下,盡量實現(xiàn)整個MBR膜組件的整組清洗。
請先前要求做好膜組件的出池入池定位(在MBR設(shè)備設(shè)計中就要確保膜組件在生化槽腔內(nèi)具有定位設(shè)計,可以采用“一面兩銷定位設(shè)計”),MBR設(shè)備設(shè)計中,要確保水管、氣管做方便拆卸的活連接設(shè)計(氣管如果不與膜組件做在一起則氣管不用考慮),而且這個活連接要經(jīng)久耐用,建議用優(yōu)質(zhì)法蘭連接或者采用雙由令球閥連接(由令指的是union,活接的意思,即閥門兩端是采用活接頭連接)。
通常在膜組件的上方設(shè)置起重行車,行車起重量一般為1t,減輕膜組件吊裝的勞動強度。
2、 化學(xué)浸泡槽一般要做三個,槽的大小要膜組件放進去有較大余量,高度在淹沒膜絲之后再留500mm的超高水位,每個浸泡槽要做好穿孔曝氣管道及其保護平臺。
浸泡槽總深度=池底平臺高度+膜組件底部到上層膜絲的高度+500mm超高。
3、三個浸泡槽邊上要設(shè)置二個儲液桶,其容量要大于浸泡槽的有效容積,用來將清洗藥液重復(fù)利用。
4、每個浸泡槽配套一臺FSB耐腐蝕氟塑料泵,用來將藥液從浸泡槽中移送到儲液桶或排放。
5、要考慮洗過之后的廢液的處理方式,NaOH可以當(dāng)作藥劑加入到系統(tǒng)中,NaClO經(jīng)過澄清處理直接排放或儲存回用即可,檸檬酸可以慢慢投加到生化處理系統(tǒng)中。
6、每個浸泡槽的攪拌空氣量按照劇烈攪拌來設(shè)計,并安裝有調(diào)節(jié)閥。
7、浸泡槽要設(shè)有自來水加入管道,管道要粗,避免在自來水注水上浪費時間,注滿時間以10min為宜,參考數(shù)據(jù),在自來水壓力P=2~3Kgf/cm2時,DN50的自來水管流量Q=18~22m3/h。
8、常用化學(xué)清洗藥劑及濃度:
NaOH(用來殺菌和清洗掉有機污染物):濃度1%~2%,浸泡時間>2h;
檸檬酸(用來除去無機結(jié)垢,沒有則省略):濃度2%,浸泡時間>2h;
NaClO(10%液體,用來深度殺菌,恢復(fù)膜絲過濾功能):濃度5%,浸泡時間>2h;
酒精(95%工業(yè)級酒精)單片浸泡2min,用來恢復(fù)失水后的膜絲,未脫水則省略;
9、清洗步驟:水沖洗→水浸洗→堿液浸洗→檸檬酸浸洗→NaClO浸洗→水沖洗→復(fù)位。
10、注意,檸檬酸為有機酸,使用不受限制,但如果距離下次使用超過1個月,就會在儲存過程中發(fā)霉變質(zhì),建議一次性使用。
11、注意,每次清洗完需要檢查膜絲斷絲,對于斷絲,要單根打結(jié)處理。
六、MBR膜組件的在線反沖洗
1、MBR膜組件在線反沖水量約為正常過濾流量的3~5倍,壓力不要超過250KPa,否則會對膜絲造成損壞。在線反沖洗的前提是采購的膜片支持在線反沖,不要膜片不支持反沖洗卻做了反沖洗,造成膜絲孔徑擴大。
2、MBR的反沖洗跟傳統(tǒng)意義的反沖洗的效果不同,MBR的正常堵塞大部分是由微生物在膜絲內(nèi)部的滋生繁殖引起的,而由顆粒物引起的硬堵塞占很小的分量,所以不要對在線反沖洗抱有太大希望。
長期使用,還是要采用化學(xué)清洗,才能確保MBR的使用壽命。
但在線反沖洗還是要加,用來應(yīng)對非正常堵塞的情況,比如污泥狀態(tài)惡化、MBR抽吸泵流量被誤操作,調(diào)的很大或進入了微小顆粒物,引起了硬堵塞,反沖洗還是很有效果的。
3、 MBR膜組件的在線反沖洗由PLC自動控制,每天一次。
4、 在有自來水水源的地方,反沖洗水可以用自來水,自來水末端裝自來水過濾器,過濾精度需達到50μm??梢灾苯佑勺詠硭苈方尤?,不用裝加壓泵,但務(wù)必要裝壓力表和流量計。
5、 沒有自來水水源的地方,反沖洗水可以用經(jīng)過MBR膜處理后的存在清水箱里的中水作為反沖洗水,此時要設(shè)置反沖洗泵(自吸泵),將清水箱里的中水打回MBR膜,反沖洗水泵流量Q=正常過濾流量的3~5倍(m3/h),水泵揚程H≤25m。
七、MBR膜的品牌選用問題
目前,MBR膜的質(zhì)量進口和國產(chǎn)的差距還是很大的,雖然國產(chǎn)品牌通過增加膜絲數(shù)量、減少通量設(shè)計量也可以滿足需要,但相應(yīng)的問題不少。
價格方面,進口膜約為國產(chǎn)膜的3~5倍,在價格可以接受的前提下,盡量采用進口膜。
國產(chǎn)膜在保證足夠的設(shè)計余量的前提下還是可以使用的,設(shè)計通量方面,一般國產(chǎn)膜廠家出廠的設(shè)計通量已經(jīng)留了足夠的余量,但通常設(shè)計人員還是要再增加余量,一般認為增加50%以上即可,不必增加太大余量。
市場上出現(xiàn)的平板膜,抗污染性能普遍優(yōu)于絲狀膜。
平板膜分為PVDF材質(zhì)和PTFE材質(zhì),其中PTFE的抗污染性能強。
PTFE目前只有進口產(chǎn)品,以日本的性能佳。推薦三菱和精工的膜片。
MBR膜的設(shè)計通量參考供應(yīng)商提供的數(shù)據(jù)。