深圳市盛鑫华业环保设备有限公司

浅析三菱丽阳MBR在车间废水设计应用实例

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发表时间:2018-03-04 11:12作者:盛鑫华业来源:网络

项目概况

车间废水经过物化预处理后的废水通过厌氧+缺氧+接触氧化池后在MBR池中,经过MBR膜过滤后,清水进入下一道工序。MBR池中的污泥浓缩后,定量回流以提高整体生化系统的污泥量,改善生化系统的硝化效果。

本工程处理设施的能力为250m3/d ,每天设计运行时间20h,系统设计处理能力12.5m3/h,废水进入MBR前的水质特点如下表:

1 原水水质



1.3、设计出水水质和水量

n 废水经过MBR处理后出水水质的浊度小于1以下,清水进入下一道工序;

n 过滤水量不小于250吨/天(20小时计算)。

1.5、设计原则

1. 遵循山东的环保政策、法规,确保出水各项指标达到设计要求,达到或优于贵公司所提出的排放要求;

2. 因地制宜地根据客观实际,在保证处理效果达标排放的前提下,尽量节省工程投资、节省用地、节省能源、降低运行成本。

3. 废水处理工艺技术先进可靠、简单实用、经济合理、高效节能、确保水处理效果、减少工程投资与日常运行费用、管理维护方便。合理采用机械与自动化操作,减轻操作人员的劳动强度。

4. 积极稳妥地采用废水处理新技术、新设备、新材料,采用优质国产化设备,以节省项目投资。

5. 妥善处理和处置废水处理过程中产生的各类污泥,选用噪声小的设备,避免对环境造成二次污染;

6. 规范操作,实现科学现代化的管理,既保证废水处理设施的自动化管理,利于统一协调,自控系统和仪表监测力求简单实用,宜于长期使用。

工艺方案

2.1、MBR处理工艺流程图


1  MBR处理工艺流程图


备注:本方案只限于MBR膜池的工艺设计,包括MBR膜组选型,安装尺寸,土建条件、抽吸泵的选型、MBR清洗设备选择及工艺运行程序设计等。

2 MBR反应器示意图



2.2、MBR简介

   膜生物反应器(MBR)是高效膜分离技术与活性污泥法相结合的新型污水处理技术,可用于有机物含量较高的市政或工业废水处理。虽然有氧MBR过程的技术应用可以追溯到20世纪70年代,但是它在污水处理领域的大规模商业应用也是在过去的10年间刚刚开始的。

   MBR是高效膜分离技术与生化技术相结合的新型污水处理技术。它继承了膜分离技术和生化处理技术的特点并强化了生化处理效果。

   与传统的活性污泥法相比,MBR具有以下优点:

1) 0.05微米膜过滤产水,出水悬浮物和浊度接近于零,可直接回用;

2) 传统处理系统相比,可节省50%的土地使用面积;

3) 由于膜的高效截流作用,微生物完全截流在反应器内,实现了反应器水力停留时间(HRT)和污泥龄(SRT)的完全分离,使运行控制更加灵活稳定;

4) 反应器内的微生物浓度高达5000-8000毫克/升,生化效率高,耐冲击负荷强;

5) 泥龄(SRT)长,有利于增值缓慢的硝化细菌的截流、生长和繁殖,系统硝化效率得以提高;

6) 反应器在高容积负荷、低污泥负荷、长泥龄条件下运行,剩余污泥排放量少;

7) 膜分离使污水中的大分子难降解成分在生物反应器内有足够的停留时间,大大提高了难降解有机物的降解效率;

8) 系统自动化程度高,采用 PLC控制,可实现全程自动化控制;

9) 模块化设计,结构紧凑,占地面积小,运行费用低廉。

 我公司多年的污水处理工程经验,开创的MBR污水处理技术有如下特点:

1) 膜材质为聚偏氟乙烯,抗污染性强.易清洗,适于污水处理;化学性能稳定,抗氧化性强,可采用常用氧化性药剂清洗。

2) 膜通量远高于其它材质(比如PP或PE)的同类产品。采用独有的定期水反洗、化学反洗及化学清洗工艺保证了膜组件的产水能力和膜通量。

3) 跨膜压力(TMP)低,通常为0.01~0.06 MPa,可利用虹吸原理而无需外加抽吸动力即可产水,系统运行费用低。

4) MBR工艺采用缺氧和好氧组合形式。污水先进入缺氧区,在此将大分子量长链有机物分解为易生化的小分子有机物,然后污水进入好氧区进行有机物生物降解,同时进行生物硝化反应,并通过回流到缺氧区进行反硝化,完成脱氮功能。

好氧区,在硝化菌的作用下进行如下化学反应:

   2NH4++3O2→2NO2-+4H++2H2O

   2NO2-+O2→2N03-

   缺氧区.在反硝化菌的作用下进行如下化学反应

6NO3-+2CH30H6NO2-+2CO2↑+4H20

2N02-+3CH3OH3N2+3H20+60H-+3C02

2.3、MBR过程描述

MBR是一种将活性污泥法和一体化浸没式膜分离系统相结合的新型污水处理技术。这一过程可广泛应用于市政和工业污水处理领域,包括水资源回用,社区发展,公园景点水资源回用等。

作为一种新兴的污水处理技术,MBR已经被广泛的应用于世界各地的污水处理厂。

典型MBR系统的流程可以描述如下。

污水经预过1-2mm格栅流入调节池,在这里进水的水质和水量的调节。被格删拦截的杂质需要定期清理。接下来,调节池中的污水被泵输送至MBR系统,在MBR系统内实现微生物对污染物进行分解消减,包括好氧和缺氧反应区,不能被降解的杂质和活性污泥被膜组件分离后留在膜池内。膜过滤产水则达标回用或排放。

2.4、膜组件描述

MBR系统使用中空纤维膜进行固液分离。三菱丽阳制造的浸入式中空纤维膜是专门为膜生物反应器(MBR)配套而研制和开发的膜组件。它具有较高的过滤效率,能够有效的将细菌、悬浮颗粒及杂质移除,从而获得优质的过滤水。此外,由于单片膜组件过滤面积大,所以膜的安装占用体积小,减小了反应器的体积和占地面积。

三菱丽阳膜组件采用PVDF作为膜材料,制备中空纤维微滤膜,它具有良好的化学稳定性,非常适用于MBR系统。

三菱丽阳膜组件规格和性能如下:



a—集水管长度; b—两端集水管中心距;c—集水管外径;单位为毫米(mm)。

                            4 膜组件简图

l 三菱丽阳高强度中空纤维帘式膜片参数表








组件型号
5CE0006SM
5CE0015SA
5CE0015SA


有效膜面积(m²)
1
10
25


外型尺寸a×b×c(mm)
1015×600×30
1300×1250×30
2000×1250×30


过滤形式
水压或抽吸



膜材料
PVDF



中空纤维外径(mm)
2.8



公称孔径(μm)
0.4



纤维粘结材料
环氧树脂



接口材料
ABS



集水管尺寸
DN15
DN32



运行方式
间歇式产水



进水最大颗粒直径(mm)
1~2



温度范围(°C)
5~45



正常运行pH范围
6~9



化学清洗pH范围
2~11



最高耐次氯酸钠浓度(ppmh)
200,000



污泥浓度MLSS(mg/L)
6,000~8,000



最大跨膜压差(Mpa)
-0.1






运行方式
产水8~10min,停止产水2min



曝气强度(Nm3/h·帘)
1
2~3
3~5


设计产水通量(L㎡h)
10~15



反洗水通量(L㎡h)
20~40



反洗水压力(Mpa)
0.03~0.08



加强化学反洗周期
1次/5~6天



加强化学反洗水量(L㎡h)
5~10



加强化学反洗时间
30min/次



加强化学反洗药剂浓度(ppm)
次氯酸钠500~600



化学清洗周期
1次/3~6月



化学清洗药剂pH范围
1~12



化学清洗次氯酸钠浓度(ppm)
1000~3000



完整性检测气压(Mpa)
≤0.1


产水水质
浊度(NTU)
≤0.5



产水TSS(mg/L)
≤5



注:

根据水质及实验数据选择,具体可咨询我公司技术人员。

根据原水水质确定,或根据实际运行进行调整。

根据原水水质实际情况确认。一般1次/2~3个月。

膜组件应该安装于MBR的单元内部,按膜丝垂直方向安装,并确保纤维有一定的松弛。建议在上端和下端之间有10mm的松弛余量。

MBR系统由一系列单元组成,每个单元都有多排三菱丽阳膜组件。这些单元独立的包括一个活性污泥槽,膜组件单元应尽量安装在MBR曝气槽的中央,并确保前后左右有足够的空间。

在三菱丽阳膜组件的操作过程中有以下几方面是非常关键的,包括过滤、跨膜压差的设置、产水量设置。

2.4.1、过滤

三菱丽阳膜组件对MBR中的污水进行固液分离,能有效的去除水中的悬浮颗粒和有机杂质。

2.4.2、跨膜压差TMP)

跨膜压差,是保障产水的动力差,此数值的越低说明膜性能和污染越清,反之则说明膜污染比较严重,应该进行化学清洗。跨膜压差是衡量系统设计和运行是否正常的重要指标参数。

2.4.3产水量

设计者必须对三菱丽阳膜组件系统的过滤流量进行设定,这一数据可以根据中试实验结果或对原水处理的经验来确定。根据河北诺恩的工程经验,根据业内专家和实际工程应用的反馈,相对经济的的膜通量可以设定在12~15L / m2.h的范围内。

恒大兴业建议每天对透过水流量和跨膜压差进行记录,以便于更好的进行操作控制。我们还建议对悬浮颗粒浓度和浊度进行测量,以便随时评测膜分离效率。

2.5、工艺流程描述

2.5.1、MBR反应池

MBR膜组件由中空纤维膜组成,膜孔径为0.05µm,此值小于细菌,能有效拦截水中的细菌,大部分病毒,可视为除菌的一种手段,减少了后续投加的消毒药剂量。反应池内被微滤膜截流下的高浓度的活性污泥浓度达6000~8000mg/l左右,活性污泥BOD负荷率低,一般为0.1~0.2kgBOD/KgMLSS·d,污泥处于减速增长期后期和内源呼吸前期。污水中的有机物得到彻底有效的降解,活性污泥上清液COD、BOD等污染物浓度低,有利于得到高质量的出水。

MBR反应池设计如果在两廊道以上时要考虑水力停留时间及布水的合理性。

在缺氧区内,经过水解酸化的作用,使大分子量长链有机物分解为易生化的小分子有机物,并同时去除部分NH3-N。

缺氧区的出水自流入到好氧区内,好氧区池底铺设有曝气装置进行曝气,污水在此池内进行有机物生化降解,氧化为无害的物质,降低水中的BOD和COD。膜区内池底也铺设曝气装置,它主要完成两种功能,既进行膜的气水振荡清洗,保持膜表面的清洁,又继续在该段进行生物降解,生物降解后的水在真空泵和滤液自吸泵的抽提作用下通过MBR膜,滤过液经由MBR集水管中汇集到清水池进行排放。通过膜的高效截留作用,全部细菌及悬浮均被截留在膜好氧区中,可以有效截留硝化菌,使硝化反应顺利进行,有效去除NH3-N;同时可以截留难于降解的大分子有机物,延长其在反应器中的停留时间,使之得到最大限度的降解。MBR膜组件安装在池内偏上位置,膜下部设置有间歇式的冲气装置,定时吹扫动膜片,以缓解MBR周边的污泥浓度累积。通过好氧区剩余污泥泵定期排出剩余污泥,可控制系统内活性污泥的浓度。

本工艺由于剩余污泥产生量甚微,故在此设计剩余污泥量排至调节池内,进入下一个循环。

2.5.2、产水的处理

处理后的水根据需要进行回用。

2.5.3、电气控制系统

    电气控制系统设有自动控制和手动控制两种状态,由一个转换开关来实现。

手动控制时需人工逐个开启各台设备,停止运行时也需人工停止。

自动控制系统由水位浮动开关、控制柜和执行机构组成。

预曝气调节池中设有三个液位,即高、中、低液位。预曝气调节池到达高水位,此时预曝气调节池内水位电极发信号关闭进水电动阀,供水泵停止工作;当预曝气调节池到达低水位时,自动关闭mbr供水泵,与之连锁的计量泵同时停止工作;当预曝气调节池到达中水位时,自动开启原水进水电动阀、自动开启原水污水提升泵,同时开启与之连锁的计量泵。



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