MBR工藝技術(shù)介紹MBR工藝技術(shù)介紹1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MBR工藝分類1.2MBR含義及2第一章.MBR工藝簡介

MBR為膜生物反應(yīng)器（MembraneBio-Reactor）的簡稱,是一種將膜分離技術(shù)與生物技術(shù)有機結(jié)合的新型水處理技術(shù)，它利用膜分離設(shè)備將生化反應(yīng)池中的活性污泥和大分子有機物截留住，省掉二沉池。膜-生物反應(yīng)器工藝通過膜的分離技術(shù)大大強化了生物反應(yīng)器的功能，使活性污泥濃度提高，通過保持低污泥負荷減少剩余污泥量，并減少污水處理設(shè)施占地面積。1.1MBR含義及其工作原理定義第一章.MBR工藝簡介MBR為膜生物反應(yīng)器3第一章.MBR工藝簡介傳統(tǒng)活性污泥法流程MBR法流程1.1MBR含義及其工作原理生化反應(yīng)池出水第一章.MBR工藝簡介傳統(tǒng)活性污泥法流程MBR法流程1.4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(shù)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(yīng)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(chǎn)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(zhì)惡化。生化反應(yīng)池出水第一章.MBR工藝簡介1.1MBR含義及其工作原理在5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(shù)與傳統(tǒng)廢水生物處理技術(shù)有機結(jié)合，不僅省去了二沉池的建設(shè)，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(yīng)速率。同時，通過降低F/M比減少剩余污泥產(chǎn)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1.1MBR含義及其工作原理6

工藝對比膜生物反應(yīng)器傳統(tǒng)生化處理主要工藝過程生化處理+膜分離生化處理+沉淀污泥濃度6000~15000mg/l可根據(jù)生化處理需要進行調(diào)整，確保高濃度、高活性；可有效抑制絲狀菌生長，控制污泥膨脹和生物泡沫3000~5000mg/l手沉淀池表面負荷影響，污泥濃度不能過高。經(jīng)常受到絲狀菌繁殖、污泥上浮和生物泡沫的影響生物種群采用膜分離，幾乎所有的微生物都被截留在反應(yīng)器內(nèi)，生物種群非常豐富，因此生化處理效率很高采用重力沉淀分離，一些弱勢微生物或世代周期較長的微生物很難存留，而這些微生物常常是高效生化處理所必須的生化處理效果生物相氣動快，生物降解徹底，處理效率高，可達95%以上，出水BOD小于2mg/l.COD可小于50mg/l存在生物流失，處理效率一般在85%左右，出水BOD小于20mg/l。COD可小于150mg/l。要達到更好的處理效果，必須增加深度處理設(shè)施抗沖擊負荷能力由于具有較高的污泥濃度和豐富的生物種群，且活性高，因此抗沖擊能力高抗沖擊負荷一般，很容易受到外界條件變化的影響占地面積/運行費用處理設(shè)施緊湊，占地面積?。贿\行費用低處理設(shè)施多，占地面積大，運行費用較高自控程度/運行管理自動化控制程度高，可最大限度地減少人為因素的影響處理構(gòu)筑物多，實現(xiàn)高度的自動化控制很難，實際操作效果，受人員素質(zhì)影響很大MBR與傳統(tǒng)活性污泥法工藝特點比較工藝對比膜生物反應(yīng)器傳統(tǒng)生化處理主要工藝過程生化處理+膜分7第一章.MBR工藝簡介1.2MBR工藝分類分類依據(jù)種類膜組件與生物反應(yīng)器組合方式分置式、一體式、（一體）復(fù)合式膜組件管式、板框式、中空纖維式等膜材料有機膜、無機膜壓力驅(qū)動形式外壓式、抽吸式生物反應(yīng)器好氧、厭氧曝氣生物反應(yīng)器、萃取膜生物反應(yīng)器、膜分離生物反應(yīng)器第一章.MBR工藝簡介1.2MBR工藝分類分類依據(jù)種類膜第一章.MBR工藝簡介膜組件和生物反應(yīng)器分開設(shè)置。生物反應(yīng)器中的混合液經(jīng)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(yīng)器內(nèi)部，進水進入膜-生物反應(yīng)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(fù)合式形式上也屬于一體式膜-生物反應(yīng)器，所不同的是在生物反應(yīng)器內(nèi)加裝填料，從而形成復(fù)合式膜-生物反應(yīng)器，改變了反應(yīng)器的某些性狀。1.2MBR工藝分類第一章.MBR工藝簡介膜組件和生物反應(yīng)器分開9第一章.MBR工藝簡介1、高效的固液分離，出水水質(zhì)優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定。2、剩余污泥產(chǎn)量少。MBR的優(yōu)勢3、占地面積小，無需二沉池，工藝設(shè)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、高效的固液分離，出水水質(zhì)優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定。10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(dǎo)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(qū)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(dǎo)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1.4MBR工藝的不足1、投資大：11第一章.MBR工藝簡介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(yīng)用。1.6MBR發(fā)展前瞻應(yīng)用領(lǐng)域第一章.MBR工藝簡介1.現(xiàn)有城市污水處理廠的更新升級。2第一章.MBR工藝簡介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(jīng)濟性研究。4、以節(jié)能、處理特殊水質(zhì)對象開發(fā)新型的膜生物反應(yīng)器。5、成熟、系統(tǒng)MBR的工藝設(shè)計方法。6、組合生物反應(yīng)器1.6MBR發(fā)展前瞻研究重點第一章.MBR工藝簡介1、膜污染的機理及防治。2、MBR工

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膜組件2.2MBR用膜介紹2.1常見MBR膜組14不足：運行過程易污染、強度低、使用壽命短優(yōu)點：成本相對較低，造價便宜，膜的制造工藝較為成熟，膜孔徑和形式也較為多樣，應(yīng)用廣泛.材質(zhì)：聚烯烴類、聚乙烯類、聚丙烯腈、聚砜類、芳香族聚酰胺、含氟聚合物等高分子有機膜材料2.1MBR用膜介紹不足：造價昂貴、不耐堿、彈性小、膜的加工制備有一定困難

優(yōu)點（陶瓷膜為例）：耐酸

、抗壓、抗溫，其通量高、能耗相對較低

材質(zhì)：金屬、金屬氧化物、陶瓷、多孔玻璃、沸石、無機高分子材料等無機膜第二章.MBR工藝用膜、膜組件不足：運行過程易污染、強度低、使用壽命短優(yōu)點：成本相對較低15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(fù)雜。第二章.MBR工藝用膜、膜組件2.1MBR用膜介紹16MBR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(nèi)和國外用量均最大。MBR工藝中用膜一般為微濾膜（MF）和超濾膜（UF17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(zhì)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、膜組件海綿狀致密表皮層PVDF(聚偏18

制造商組件構(gòu)型材料孔徑通量

μmLm-2h-1國內(nèi)天津膜天膜工程公司中空纖維浸沒式PVDF0.210–15浙大凱華膜技術(shù)有限公司中空纖維浸沒式PP0.1~0.25–10中科院上海應(yīng)用物理研究所平板浸沒式PVDF/PES100000Da10–20海南立升凈水科技公司中空纖維浸沒式PVC/PVDF0.015-10/10-15南京工業(yè)大學管式加壓外置式無機0.240–80國外GEZenon中空纖維浸沒式PVDF0.0415–30日本Kubota(久保田)平板浸沒式CPE0.415–30日本MitsubishiRayon(三菱)中空纖維浸沒式PE/PVDF0.410-15/15-30日本Toray(東麗)平板浸沒式PVDF0.0815–30日本AsahiKusei(旭化成)中空纖維浸沒式PVDF0.115–30SiemensMemcor(西門子)中空纖維浸沒式PVDF0.0415–30荷蘭Norit(X-Flow)(諾瑞特)管式氣升外置式PVDF150000Da30–60國內(nèi)外生產(chǎn)廠家膜制作材料制造商組件構(gòu)型材料孔徑通量μmLm-2h-1國內(nèi)19中空纖維膜第二章.MBR工藝用膜、膜組件

中空纖維具有高壓下不變形的強度，勿需支撐材料。把大量(多達幾十萬根)中空纖維膜裝入圓筒型耐壓容器內(nèi)。纖維束的開口端用環(huán)氧樹脂鑄成管板。外徑一般為40～250μm，內(nèi)徑為25～42μm。在MBR中，常把組件直接放入反應(yīng)器中，不需耐壓容器，構(gòu)成浸沒式膜-生物反應(yīng)器。一般為外壓式膜組件。優(yōu)點：裝填密度高，一般可達16000－30000m2/m3；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，不需要支撐材料。

缺點：對堵塞敏感，污染和濃差極化對膜的分離性能有很大影響,壓力降較大；再生清洗困難；原料的前處理成本高。

2.2MBR膜組件及形式介紹中空纖維膜第二章.MBR工藝用膜、膜組件中空第二章.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A.中空纖維簾狀浸入式膜組件第二章.MBR工藝用膜、膜組件以MitsubishiRayo21第二章.MBR工藝用膜、膜組件以GE的Zenon公司為代表，它具有膜面積大，占地面積小等特點。B.中空纖維柱狀浸入式膜組件第二章.MBR工藝用膜、膜組件以GE的Zenon22板框式膜組件第二章.MBR工藝用膜、膜組件板框式是MBR工藝最早應(yīng)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(fù)雜，壓力損失大，裝填密度小。

2.2MBR膜組件及形式介紹板框式膜組件第二章.MBR工藝用膜、膜組件板框式是MBR工第二章.MBR工藝用膜、膜組件

以Kubota公司為代表，具有膜通量大，易于組裝，清洗方便等特點。平板型簾狀浸入式膜組件第二章.MBR工藝用膜、膜組件以Kubota公24第二章.MBR工藝用膜、膜組件

由膜和膜的支撐體構(gòu)成，有內(nèi)壓型和外壓型兩種運行方式。實際中多采用內(nèi)壓型，即進水從管內(nèi)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(nèi)，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(jié)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(zhì)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。管式膜組件2.2MBR膜組件及形式介紹第二章.MBR工藝用膜、膜組件由膜和膜的支撐第二章.MBR工藝用膜、膜組件

主要部件為多孔支撐材料，兩側(cè)是膜，三邊密封，開放邊與一根多孔的中心產(chǎn)品水收集管密封連接，在膜袋外部的原水側(cè)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(nèi)，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(jié)構(gòu)簡單；濃差極化小；容易調(diào)整膜面流態(tài)。

缺點：中心管處易泄漏；膜與支撐材料的粘結(jié)處膜易破裂而泄漏；膜的安裝和更換困難。螺旋卷式膜組件2.2MBR膜組件及形式介紹第二章.MBR工藝用膜、膜組件主要部件為多孔第二章.MBR工藝用膜、膜組件

名稱/項目中空纖維式毛細管式螺旋卷式平板式圓管式價格（元/m3）40~150150~800250~800800~2500400~1500充填密度高中中低低清洗難易中易易壓力降高中中中低可否高壓操作可否可較難較難膜形式限制有有無無無各種膜組件特性表2.2MBR膜組件及形式介紹第二章.MBR工藝用膜、膜組件名稱/項目中空纖維式毛細管式第二章.MBR工藝用膜、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(zhì)，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2.2MBR膜組件及形式介紹第二章.MBR工藝用膜、膜組件中空纖維膜組件板式膜組件中空纖28

平板膜中空纖維沒膜管式膜國際廠商l

Kubotal

GEWaterl

Noritl

Torayl

Sterapore

l

AsahiKasei國內(nèi)廠商l

藍天沛爾l

天津膜天膜l

斯納普l

北京碧水源

l

立昇企業(yè)

l

招金膜天

ü

平板膜主要材料為PVDF、PES等；中空纖維主要材料包括：PVDF,部分PE、PP。管式膜主要應(yīng)用在高濃度廢水領(lǐng)域，例如：垃圾滲濾液、電子廢水、油污廢水、涂料廢水、化工廢水等等，在之后的討論比較環(huán)節(jié)，將不再對管式膜做過多說明。

ü

應(yīng)用于污水處理及回用的MBR膜，要求材質(zhì)必須有強抗氧化性和抗污染性，而PVDF比其他材料（如PE、PP）更具有抗氧化性和抗污染性，因此PVDF材料也是目前國際上MBR膜的主流材質(zhì)。

ü

公司在對膜選擇時，材料上首先要以PVDF為參考前提，以保證在今后的實際運營中避免不必要的損失。

MBR膜的主要形式及生產(chǎn)廠商平板膜中空纖維沒膜管式膜國際廠商l

Kubotal

G29第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計MBR工藝組成3.2

MBR設(shè)計需求信息3.1MBR工藝路線選擇3.3膜池的設(shè)計3.4膜元件的選擇與安裝3.5MBR產(chǎn)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(shè)計MBR工藝組成3.2MBR設(shè)計需求30第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計3.1MBR設(shè)計需求信息廢水水質(zhì)最少的水質(zhì)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(zhì)要求或出水用途，該要求影響處理工藝流程的選擇。MBR設(shè)計信息需求表第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計3.1MBR設(shè)計需求信息廢水水質(zhì)最少31第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計3.2MBR工藝組成1、預(yù)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。預(yù)處理格柵—GE要求，初沉池、沉砂池—設(shè)計方?jīng)Q定生化工藝部分由GE或設(shè)計方?jīng)Q定膜過濾部分膜工藝（或產(chǎn)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(shè)計方?jīng)Q定，污泥處置方式—設(shè)計方?jīng)Q定以ZW-MBR為例設(shè)計職責第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計3.2MBR工藝組成1、預(yù)處理——細32第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計3.2MBR工藝組成第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計3.2MBR工藝組成33第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)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(shè)計3.3MBR工藝路線選擇針對生活污水34第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)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(shè)計3.3MBR工藝路線選擇針對工業(yè)廢水35第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)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(shè)計3.3MBR工藝路線選擇以氨氮去除為36第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計3.4膜池的設(shè)計缺氧池設(shè)計設(shè)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(shè)計設(shè)計原則：BOD容積負荷在2.0kg-BOD/(m3.d)以下設(shè)計缺氧池對進水BOD的去除率為η(20%～50%)，則流入膜生物反應(yīng)池的BOD濃度為CBOD×(1-20%)；需要的膜生物反應(yīng)池的容積為CBOD×(1-20%)÷2以上。第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計3.4膜池的設(shè)計缺氧池設(shè)計設(shè)計原則：37第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)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(shè)計3.5膜元件的選擇和安裝選擇核實的膜38第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)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(shè)計3.5膜元件的選擇和安裝膜元件的安裝39膜周期設(shè)計

一般都為間歇出水，既抽吸一段時間（一般為8~12min）后停頓一段時間（30~120s）。在膜組件停止出水期間有的只是簡單的停頓，有的則進行反沖洗。在“出水/停頓”循環(huán)中，周期越短則膜污堵的速率越慢。但周期太短又會增加運行控制的難度和縮短設(shè)備使用壽命。對于條件允許的項目，在每天的低流量負荷時段（如凌晨）增加一次長時間的停頓，比如30min的單純曝氣，對延緩膜的污堵有不錯的效果。第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計膜周期設(shè)計第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計40膜操作壓力

操作壓力對膜的污染影響很大，當操作壓力低于臨界壓力值時膜通量隨壓力的增大而增加；高于此值則會引起膜表面污染加劇，而此時膜通量隨壓力的辯護并不明顯。實際運行時壓力值宜設(shè)置低一些，低壓操作不僅有利于提高能量利用效率，而且有利于膜通量長時間保持較高水平，延長膜的使用壽命。第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計膜運行方式

MBR一般采用恒流過濾或恒壓過濾。在用于研究膜通量隨運行時間的變化情況時采用恒壓控制的辦法，但在MBR的工程應(yīng)用中宜采用恒流控制，不僅能控制膜污染、延長膜的清洗周期，還能使膜保持較高的通量，系統(tǒng)得以長時間穩(wěn)定運行。膜操作壓力第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計膜運行方式

MBR一般采用恒41第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計3.6MBR產(chǎn)水系統(tǒng)產(chǎn)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(chǎn)水；

對于高MLSS的系統(tǒng)，可選用抽吸與停抽相結(jié)合的運行方式。第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計3.6MBR產(chǎn)水系統(tǒng)產(chǎn)水系統(tǒng)可采42第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計3.7MBR曝氣系統(tǒng)需氧量曝氣系統(tǒng)主要為膜生物反應(yīng)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(zhì)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(guān)→現(xiàn)在10S開30S關(guān)，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(jié)構(gòu)及去除性。單列膜；峰值情況；高結(jié)垢情況下不能采取10/30曝氣。第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計3.7MBR曝氣系統(tǒng)需氧量43第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計3.8MBR反洗系統(tǒng)

結(jié)合有機物污染通過堿洗效果明顯、鹽結(jié)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(fù)形成協(xié)同惡化的效應(yīng)。第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計3.8MBR反洗系統(tǒng)結(jié)合有機第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)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(shè)計3.8MBR反洗系統(tǒng)加藥種類化學藥劑第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)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(zhì)有關(guān)。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(yīng)該進行化學清洗。第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計3.9MBR加藥系統(tǒng)污染物化學藥劑濃第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)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(chǎn)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(zhuǎn)換時所需考慮的緩沖時間應(yīng)在實際編程時進行考慮。第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計3.10MBR自動控制系統(tǒng)狀態(tài)運行停第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計3.11其他系統(tǒng)污泥回流系統(tǒng)從膜生物反應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(chǎn)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(shè)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；第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計3.11其他系統(tǒng)污泥回流系統(tǒng)從膜生物3.12MBR主要設(shè)備設(shè)計

1.抽吸泵外壓浸沒MBR常采用臥式端吸離心泵，少數(shù)采用立式渦輪泵和臥式水平中開泵。選泵依據(jù)：A。最大跨膜壓差下的最大瞬間流量；B。平均跨膜壓差下的最大瞬時流量；C。最小跨膜壓差下的平均瞬時流量；D。材質(zhì)、密封應(yīng)考慮防止清洗藥劑的防腐。

2.反洗泵不同膜廠家有不同的清洗方式，有的采用化學藥劑反洗，有的采用清水+化學藥劑反洗。一般采用臥式端吸離心泵和臥式水平中開泵，并配置變頻裝置，同時需考慮防腐。3.12MBR主要設(shè)備設(shè)計1.抽吸泵2.反493.13MBR管道系統(tǒng)MBR管道系統(tǒng)項目首選材質(zhì)備選材質(zhì)出水總管不銹鋼AISI316L球墨鑄鐵管、聚氯乙烯管、高密度聚乙烯管抽吸母管不銹鋼AISI317L球墨鑄鐵管、聚氯乙烯管、高密度聚乙烯管抽吸連接管不銹鋼纏繞軟管塑料軟管(PVC或PE)反洗水管聚氯乙烯管不銹鋼管、高密度聚乙烯管、球墨鑄鐵化學清洗藥管聚氯乙烯管高密度聚乙烯管、玻璃纖維增強塑料管空氣擦洗總管碳鋼管不銹鋼管、聚氯乙烯管空氣擦洗母管不銹鋼304碳鋼管、不銹鋼316空氣擦洗連接管不銹鋼纏繞軟管塑料軟管(PVC或PE)污泥回流管不銹鋼AISI316L碳鋼襯塑管、玻璃鋼管剩余污泥管高密度聚乙烯管碳鋼管、不銹鋼管壓縮空氣管不銹鋼304碳鋼管、不銹鋼管真空管不銹鋼304碳鋼管、不銹鋼管3.13MBR管道系統(tǒng)MBR管道系統(tǒng)項目首選材質(zhì)備選材質(zhì)出503.14MBR閥門配置由于MBR膜系統(tǒng)的出水/停頓/反洗周期設(shè)置的需要，系統(tǒng)內(nèi)的閥門開啟頻率高，啟動速度快，因此國內(nèi)外大多數(shù)MBR膜的抽吸產(chǎn)水系統(tǒng)、反洗系統(tǒng)、化學清洗系統(tǒng)、空氣擦洗系統(tǒng)等均采用進口氣動蝶閥，其余采用手/電動閥門。3.14MBR閥門配置由于MBR膜系統(tǒng)的出水/停頓/反洗周51萬噸級別運行費用對比項目平板膜中空纖維膜MBR池折舊費（元/m3）0.0280.046MBR膜設(shè)備折舊費（元/m3）0.395(8a)0.685（3a）MBR輔助設(shè)備折舊費（元/m3）0.0060.008折舊費總計（元/m3）0.3930.739MBR系統(tǒng)能耗（KWh/m3）0.3960.528預(yù)處理要求要求較低（絲狀物）要求較高（絲狀物纏繞）污泥濃度范圍（mg/L）10000-150006000–10000疲勞破壞有效避免難以避免膜有效面積穩(wěn)定不穩(wěn)定出水水質(zhì)穩(wěn)定不穩(wěn)定（斷絲）更換頻率低（8–10年）高（3-5年）日常清洗無需反沖洗或在線沖洗日常清洗控制無需控制復(fù)雜離線化學清洗無需需要離線沖洗在線化學清洗較好較差組件更換可單片更換可單聯(lián)更換注：數(shù)據(jù)由常州匯恒膜科技有限公司提供3.15MBR平板膜及中空纖維膜經(jīng)濟參數(shù)比較萬噸級別運行費用對比項目平板膜中空纖維膜MBR池折舊費（元/52滲濾液處理應(yīng)用項目4.2GE-MBR中國項目4.1第四章.MBR案例介紹滲濾液處理應(yīng)用項目4.2GE-MBR中國項目4.1第四章.M534.1GE-MBR中國項目第四章.MBR案例介紹設(shè)計參數(shù)運行周期過濾：12~15min；反沖洗：15~30s——一小時內(nèi)產(chǎn)水57min，停機（沖洗）3min。透膜壓差汽蝕余量流量小時峰值流量（PHF）、日平均流量（ADF）余量要求采取N-1設(shè)計。兩種方法：增加膜組件列數(shù)，減少膜數(shù)量；增加膜面積，不增加膜組件列數(shù)。預(yù)留空間——GE設(shè)計時一般為20%曝氣10/30曝氣膜池設(shè)計膜絲必須浸沒在液面0.51m以下氣水分離MBR不需要連續(xù)的氣水分離，最好采用水射器4.1GE-MBR中國項目第四章.MBR案例介紹設(shè)計參數(shù)運工程名稱日處理量（噸/天）項目所處階段內(nèi)蒙古金橋電廠MBR項目30000運行無錫梅村市政污水MBR項目（改善太湖水質(zhì)的要求）30000設(shè)計完成長安福特污水回用項目（2007年，電鍍廢水）1200運行惠氏（蘇州）MBR污水處理回用1800設(shè)計階段中石油長慶石化煉油污水回用4800調(diào)試完畢巨石玻纖污水MBR回用4800調(diào)試中中國項目4.1GE-MBR中國項目第四章.MBR案例介紹工程名稱日處理量（噸/天）項目所處階段內(nèi)蒙古金橋電廠MBR項554.2滲濾液處理應(yīng)用項目鄭州市垃圾衛(wèi)生填埋場第四章.MBR案例介紹4.2滲濾液處理應(yīng)用項目鄭州市垃圾衛(wèi)生填埋場第四章.MBR564.2滲濾液處理應(yīng)用項目鄭州市垃圾衛(wèi)生填埋場鄭州垃圾綜合處理廠滲濾液處理工藝流程圖A2/O池滲濾液回流調(diào)節(jié)池厭氧池缺氧池好氧池MBR池出水濃縮液回灌震動納濾超濾第四章.MBR案例介紹4.2滲濾液處理應(yīng)用項目鄭州市垃圾衛(wèi)生填埋場鄭州垃圾綜合處574.2滲濾液處理應(yīng)用項目鄭州市垃圾衛(wèi)生填埋場第四章.MBR案例介紹4.2滲濾液處理應(yīng)用項目鄭州市垃圾衛(wèi)生填埋場第四章.MBR584.2滲濾液處理應(yīng)用項目鄭州市垃圾衛(wèi)生填埋場第四章.MBR案例介紹4.2滲濾液處理應(yīng)用項目鄭州市垃圾衛(wèi)生填埋場第四章.MBR59ThankYou！ThankYou！MBR工藝技術(shù)介紹MBR工藝技術(shù)介紹61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MBR工藝分類1.2MBR含義及62第一章.MBR工藝簡介

MBR為膜生物反應(yīng)器（MembraneBio-Reactor）的簡稱,是一種將膜分離技術(shù)與生物技術(shù)有機結(jié)合的新型水處理技術(shù)，它利用膜分離設(shè)備將生化反應(yīng)池中的活性污泥和大分子有機物截留住，省掉二沉池。膜-生物反應(yīng)器工藝通過膜的分離技術(shù)大大強化了生物反應(yīng)器的功能，使活性污泥濃度提高，通過保持低污泥負荷減少剩余污泥量，并減少污水處理設(shè)施占地面積。1.1MBR含義及其工作原理定義第一章.MBR工藝簡介MBR為膜生物反應(yīng)器63第一章.MBR工藝簡介傳統(tǒng)活性污泥法流程MBR法流程1.1MBR含義及其工作原理生化反應(yīng)池出水第一章.MBR工藝簡介傳統(tǒng)活性污泥法流程MBR法流程1.64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(shù)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(yīng)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(chǎn)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(zhì)惡化。生化反應(yīng)池出水第一章.MBR工藝簡介1.1MBR含義及其工作原理在65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(shù)與傳統(tǒng)廢水生物處理技術(shù)有機結(jié)合，不僅省去了二沉池的建設(shè)，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(yīng)速率。同時，通過降低F/M比減少剩余污泥產(chǎn)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1.1MBR含義及其工作原理66

工藝對比膜生物反應(yīng)器傳統(tǒng)生化處理主要工藝過程生化處理+膜分離生化處理+沉淀污泥濃度6000~15000mg/l可根據(jù)生化處理需要進行調(diào)整，確保高濃度、高活性；可有效抑制絲狀菌生長，控制污泥膨脹和生物泡沫3000~5000mg/l手沉淀池表面負荷影響，污泥濃度不能過高。經(jīng)常受到絲狀菌繁殖、污泥上浮和生物泡沫的影響生物種群采用膜分離，幾乎所有的微生物都被截留在反應(yīng)器內(nèi)，生物種群非常豐富，因此生化處理效率很高采用重力沉淀分離，一些弱勢微生物或世代周期較長的微生物很難存留，而這些微生物常常是高效生化處理所必須的生化處理效果生物相氣動快，生物降解徹底，處理效率高，可達95%以上，出水BOD小于2mg/l.COD可小于50mg/l存在生物流失，處理效率一般在85%左右，出水BOD小于20mg/l。COD可小于150mg/l。要達到更好的處理效果，必須增加深度處理設(shè)施抗沖擊負荷能力由于具有較高的污泥濃度和豐富的生物種群，且活性高，因此抗沖擊能力高抗沖擊負荷一般，很容易受到外界條件變化的影響占地面積/運行費用處理設(shè)施緊湊，占地面積??；運行費用低處理設(shè)施多，占地面積大，運行費用較高自控程度/運行管理自動化控制程度高，可最大限度地減少人為因素的影響處理構(gòu)筑物多，實現(xiàn)高度的自動化控制很難，實際操作效果，受人員素質(zhì)影響很大MBR與傳統(tǒng)活性污泥法工藝特點比較工藝對比膜生物反應(yīng)器傳統(tǒng)生化處理主要工藝過程生化處理+膜分67第一章.MBR工藝簡介1.2MBR工藝分類分類依據(jù)種類膜組件與生物反應(yīng)器組合方式分置式、一體式、（一體）復(fù)合式膜組件管式、板框式、中空纖維式等膜材料有機膜、無機膜壓力驅(qū)動形式外壓式、抽吸式生物反應(yīng)器好氧、厭氧曝氣生物反應(yīng)器、萃取膜生物反應(yīng)器、膜分離生物反應(yīng)器第一章.MBR工藝簡介1.2MBR工藝分類分類依據(jù)種類膜第一章.MBR工藝簡介膜組件和生物反應(yīng)器分開設(shè)置。生物反應(yīng)器中的混合液經(jīng)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(yīng)器內(nèi)部，進水進入膜-生物反應(yīng)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(fù)合式形式上也屬于一體式膜-生物反應(yīng)器，所不同的是在生物反應(yīng)器內(nèi)加裝填料，從而形成復(fù)合式膜-生物反應(yīng)器，改變了反應(yīng)器的某些性狀。1.2MBR工藝分類第一章.MBR工藝簡介膜組件和生物反應(yīng)器分開69第一章.MBR工藝簡介1、高效的固液分離，出水水質(zhì)優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定。2、剩余污泥產(chǎn)量少。MBR的優(yōu)勢3、占地面積小，無需二沉池，工藝設(shè)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、高效的固液分離，出水水質(zhì)優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定。70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(dǎo)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(qū)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(dǎo)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1.4MBR工藝的不足1、投資大：71第一章.MBR工藝簡介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(yīng)用。1.6MBR發(fā)展前瞻應(yīng)用領(lǐng)域第一章.MBR工藝簡介1.現(xiàn)有城市污水處理廠的更新升級。2第一章.MBR工藝簡介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(jīng)濟性研究。4、以節(jié)能、處理特殊水質(zhì)對象開發(fā)新型的膜生物反應(yīng)器。5、成熟、系統(tǒng)MBR的工藝設(shè)計方法。6、組合生物反應(yīng)器1.6MBR發(fā)展前瞻研究重點第一章.MBR工藝簡介1、膜污染的機理及防治。2、MBR工

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膜組件2.2MBR用膜介紹2.1常見MBR膜組74不足：運行過程易污染、強度低、使用壽命短優(yōu)點：成本相對較低，造價便宜，膜的制造工藝較為成熟，膜孔徑和形式也較為多樣，應(yīng)用廣泛.材質(zhì)：聚烯烴類、聚乙烯類、聚丙烯腈、聚砜類、芳香族聚酰胺、含氟聚合物等高分子有機膜材料2.1MBR用膜介紹不足：造價昂貴、不耐堿、彈性小、膜的加工制備有一定困難

優(yōu)點（陶瓷膜為例）：耐酸

、抗壓、抗溫，其通量高、能耗相對較低

材質(zhì)：金屬、金屬氧化物、陶瓷、多孔玻璃、沸石、無機高分子材料等無機膜第二章.MBR工藝用膜、膜組件不足：運行過程易污染、強度低、使用壽命短優(yōu)點：成本相對較低75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(fù)雜。第二章.MBR工藝用膜、膜組件2.1MBR用膜介紹76MBR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(nèi)和國外用量均最大。MBR工藝中用膜一般為微濾膜（MF）和超濾膜（UF77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(zhì)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、膜組件海綿狀致密表皮層PVDF(聚偏78

制造商組件構(gòu)型材料孔徑通量

μmLm-2h-1國內(nèi)天津膜天膜工程公司中空纖維浸沒式PVDF0.210–15浙大凱華膜技術(shù)有限公司中空纖維浸沒式PP0.1~0.25–10中科院上海應(yīng)用物理研究所平板浸沒式PVDF/PES100000Da10–20海南立升凈水科技公司中空纖維浸沒式PVC/PVDF0.015-10/10-15南京工業(yè)大學管式加壓外置式無機0.240–80國外GEZenon中空纖維浸沒式PVDF0.0415–30日本Kubota(久保田)平板浸沒式CPE0.415–30日本MitsubishiRayon(三菱)中空纖維浸沒式PE/PVDF0.410-15/15-30日本Toray(東麗)平板浸沒式PVDF0.0815–30日本AsahiKusei(旭化成)中空纖維浸沒式PVDF0.115–30SiemensMemcor(西門子)中空纖維浸沒式PVDF0.0415–30荷蘭Norit(X-Flow)(諾瑞特)管式氣升外置式PVDF150000Da30–60國內(nèi)外生產(chǎn)廠家膜制作材料制造商組件構(gòu)型材料孔徑通量μmLm-2h-1國內(nèi)79中空纖維膜第二章.MBR工藝用膜、膜組件

中空纖維具有高壓下不變形的強度，勿需支撐材料。把大量(多達幾十萬根)中空纖維膜裝入圓筒型耐壓容器內(nèi)。纖維束的開口端用環(huán)氧樹脂鑄成管板。外徑一般為40～250μm，內(nèi)徑為25～42μm。在MBR中，常把組件直接放入反應(yīng)器中，不需耐壓容器，構(gòu)成浸沒式膜-生物反應(yīng)器。一般為外壓式膜組件。優(yōu)點：裝填密度高，一般可達16000－30000m2/m3；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，不需要支撐材料。

缺點：對堵塞敏感，污染和濃差極化對膜的分離性能有很大影響,壓力降較大；再生清洗困難；原料的前處理成本高。

2.2MBR膜組件及形式介紹中空纖維膜第二章.MBR工藝用膜、膜組件中空第二章.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A.中空纖維簾狀浸入式膜組件第二章.MBR工藝用膜、膜組件以MitsubishiRayo81第二章.MBR工藝用膜、膜組件以GE的Zenon公司為代表，它具有膜面積大，占地面積小等特點。B.中空纖維柱狀浸入式膜組件第二章.MBR工藝用膜、膜組件以GE的Zenon82板框式膜組件第二章.MBR工藝用膜、膜組件板框式是MBR工藝最早應(yīng)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(fù)雜，壓力損失大，裝填密度小。

2.2MBR膜組件及形式介紹板框式膜組件第二章.MBR工藝用膜、膜組件板框式是MBR工第二章.MBR工藝用膜、膜組件

以Kubota公司為代表，具有膜通量大，易于組裝，清洗方便等特點。平板型簾狀浸入式膜組件第二章.MBR工藝用膜、膜組件以Kubota公84第二章.MBR工藝用膜、膜組件

由膜和膜的支撐體構(gòu)成，有內(nèi)壓型和外壓型兩種運行方式。實際中多采用內(nèi)壓型，即進水從管內(nèi)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(nèi)，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(jié)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(zhì)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。管式膜組件2.2MBR膜組件及形式介紹第二章.MBR工藝用膜、膜組件由膜和膜的支撐第二章.MBR工藝用膜、膜組件

主要部件為多孔支撐材料，兩側(cè)是膜，三邊密封，開放邊與一根多孔的中心產(chǎn)品水收集管密封連接，在膜袋外部的原水側(cè)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(nèi)，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(jié)構(gòu)簡單；濃差極化小；容易調(diào)整膜面流態(tài)。

缺點：中心管處易泄漏；膜與支撐材料的粘結(jié)處膜易破裂而泄漏；膜的安裝和更換困難。螺旋卷式膜組件2.2MBR膜組件及形式介紹第二章.MBR工藝用膜、膜組件主要部件為多孔第二章.MBR工藝用膜、膜組件

名稱/項目中空纖維式毛細管式螺旋卷式平板式圓管式價格（元/m3）40~150150~800250~800800~2500400~1500充填密度高中中低低清洗難易中易易壓力降高中中中低可否高壓操作可否可較難較難膜形式限制有有無無無各種膜組件特性表2.2MBR膜組件及形式介紹第二章.MBR工藝用膜、膜組件名稱/項目中空纖維式毛細管式第二章.MBR工藝用膜、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(zhì)，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。化學及機械清洗。中空纖維膜組件和板式膜組件的比較2.2MBR膜組件及形式介紹第二章.MBR工藝用膜、膜組件中空纖維膜組件板式膜組件中空纖88

平板膜中空纖維沒膜管式膜國際廠商l

Kubotal

GEWaterl

Noritl

Torayl

Sterapore

l

AsahiKasei國內(nèi)廠商l

藍天沛爾l

天津膜天膜l

斯納普l

北京碧水源

l

立昇企業(yè)

l

招金膜天

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平板膜主要材料為PVDF、PES等；中空纖維主要材料包括：PVDF,部分PE、PP。管式膜主要應(yīng)用在高濃度廢水領(lǐng)域，例如：垃圾滲濾液、電子廢水、油污廢水、涂料廢水、化工廢水等等，在之后的討論比較環(huán)節(jié)，將不再對管式膜做過多說明。

ü

應(yīng)用于污水處理及回用的MBR膜，要求材質(zhì)必須有強抗氧化性和抗污染性，而PVDF比其他材料（如PE、PP）更具有抗氧化性和抗污染性，因此PVDF材料也是目前國際上MBR膜的主流材質(zhì)。

ü

公司在對膜選擇時，材料上首先要以PVDF為參考前提，以保證在今后的實際運營中避免不必要的損失。

MBR膜的主要形式及生產(chǎn)廠商平板膜中空纖維沒膜管式膜國際廠商l

Kubotal

G89第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計MBR工藝組成3.2

MBR設(shè)計需求信息3.1MBR工藝路線選擇3.3膜池的設(shè)計3.4膜元件的選擇與安裝3.5MBR產(chǎn)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(shè)計MBR工藝組成3.2MBR設(shè)計需求90第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計3.1MBR設(shè)計需求信息廢水水質(zhì)最少的水質(zhì)條件包括：BOD、COD；TSS、VSS；N、P、Alk；T?，F(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(zhì)要求或出水用途，該要求影響處理工藝流程的選擇。MBR設(shè)計信息需求表第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計3.1MBR設(shè)計需求信息廢水水質(zhì)最少91第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計3.2MBR工藝組成1、預(yù)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。預(yù)處理格柵—GE要求，初沉池、沉砂池—設(shè)計方?jīng)Q定生化工藝部分由GE或設(shè)計方?jīng)Q定膜過濾部分膜工藝（或產(chǎn)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(shè)計方?jīng)Q定，污泥處置方式—設(shè)計方?jīng)Q定以ZW-MBR為例設(shè)計職責第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計3.2MBR工藝組成1、預(yù)處理——細92第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計3.2MBR工藝組成第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計3.2MBR工藝組成93第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)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(shè)計3.3MBR工藝路線選擇針對生活污水94第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)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(shè)計3.3MBR工藝路線選擇針對工業(yè)廢水95第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)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(shè)計3.3MBR工藝路線選擇以氨氮去除為96第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計3.4膜池的設(shè)計缺氧池設(shè)計設(shè)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(shè)計設(shè)計原則：BOD容積負荷在2.0kg-BOD/(m3.d)以下設(shè)計缺氧池對進水BOD的去除率為η(20%～50%)，則流入膜生物反應(yīng)池的BOD濃度為CBOD×(1-20%)；需要的膜生物反應(yīng)池的容積為CBOD×(1-20%)÷2以上。第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計3.4膜池的設(shè)計缺氧池設(shè)計設(shè)計原則：97第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)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(shè)計3.5膜元件的選擇和安裝選擇核實的膜98第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)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(shè)計3.5膜元件的選擇和安裝膜元件的安裝99膜周期設(shè)計

一般都為間歇出水，既抽吸一段時間（一般為8~12min）后停頓一段時間（30~120s）。在膜組件停止出水期間有的只是簡單的停頓，有的則進行反沖洗。在“出水/停頓”循環(huán)中，周期越短則膜污堵的速率越慢。但周期太短又會增加運行控制的難度和縮短設(shè)備使用壽命。對于條件允許的項目，在每天的低流量負荷時段（如凌晨）增加一次長時間的停頓，比如30min的單純曝氣，對延緩膜的污堵有不錯的效果。第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計膜周期設(shè)計第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計100膜操作壓力

操作壓力對膜的污染影響很大，當操作壓力低于臨界壓力值時膜通量隨壓力的增大而增加；高于此值則會引起膜表面污染加劇，而此時膜通量隨壓力的辯護并不明顯。實際運行時壓力值宜設(shè)置低一些，低壓操作不僅有利于提高能量利用效率，而且有利于膜通量長時間保持較高水平，延長膜的使用壽命。第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計膜運行方式

MBR一般采用恒流過濾或恒壓過濾。在用于研究膜通量隨運行時間的變化情況時采用恒壓控制的辦法，但在MBR的工程應(yīng)用中宜采用恒流控制，不僅能控制膜污染、延長膜的清洗周期，還能使膜保持較高的通量，系統(tǒng)得以長時間穩(wěn)定運行。膜操作壓力第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計膜運行方式

MBR一般采用恒101第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計3.6MBR產(chǎn)水系統(tǒng)產(chǎn)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(chǎn)水；

對于高MLSS的系統(tǒng)，可選用抽吸與停抽相結(jié)合的運行方式。第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計3.6MBR產(chǎn)水系統(tǒng)產(chǎn)水系統(tǒng)可采102第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計3.7MBR曝氣系統(tǒng)需氧量曝氣系統(tǒng)主要為膜生物反應(yīng)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(zhì)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(guān)→現(xiàn)在10S開30S關(guān)，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(jié)構(gòu)及去除性。單列膜；峰值情況；高結(jié)垢情況下不能采取10/30曝氣。第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計3.7MBR曝氣系統(tǒng)需氧量103第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計3.8MBR反洗系統(tǒng)

結(jié)合有機物污染通過堿洗效果明顯、鹽結(jié)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(fù)形成協(xié)同惡化的效應(yīng)。第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計3.8MBR反洗系統(tǒng)結(jié)合有機第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)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(shè)計3.8MBR反洗系統(tǒng)加藥種類化學藥劑第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)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(zhì)有關(guān)。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(yīng)該進行化學清洗。第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計3.9MBR加藥系統(tǒng)污染物化學藥劑濃第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)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(chǎn)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(zhuǎn)換時所需考慮的緩沖時間應(yīng)在實際編程時進行考慮。第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計3.10MBR自動控制系統(tǒng)狀態(tài)運行停第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計3.11其他系統(tǒng)污泥回流系統(tǒng)