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三菱化學MBR膜使用技術說明

2018-05-08 15:06:55 來源：

*章　MBR工藝總體描述

一、MBR工藝的特點
為MF微濾膜與生物活性污泥相結(jié)合的生化處理工藝。具有出水品質(zhì)高，污泥產(chǎn)量低，抗負荷沖擊性強系統(tǒng)穩(wěn)定等優(yōu)勢。
本項目膜生物反應器中使用日本三菱化學公司生產(chǎn)的材質(zhì)膜產(chǎn)品。三菱化學膜自1970年開發(fā)出中空纖維膜并應用于水處理行業(yè)，1990年開始膜產(chǎn)品應用于MBR工藝，產(chǎn)品在污水處理行業(yè)應用有20余年，工程業(yè)績數(shù)量已達4000余項，如今已成為全球主要MBR工藝膜生產(chǎn)廠家之一。
二、本次設計使用的三菱化學PVDF系列中空纖維膜特點
1．膜通量高
三菱化學公司作為*高分子材料制造商，通過特定工藝制作而成的中空纖維膜，在保證膜表面強度的前提下提升成孔率，且孔徑均勻，并對膜表面進行了永久性親水化處理。其單位膜面積的膜通量行業(yè)領先。其市政污水處理中*大平均膜通量可達33L/m2·hr。
2．拉伸強度大
PVDF系列膜產(chǎn)品結(jié)構(gòu)為復合膜結(jié)構(gòu)，內(nèi)部為柔軟空心支持體，外部為緊密結(jié)合的材質(zhì)過濾膜層。膜絲抗拉伸強度≥200牛頓/fil。
3．膜絲內(nèi)部流道大
新一代膜產(chǎn)品內(nèi)徑約1.4mm。中空纖維膜縱向水力流道變大，流道阻力減小，使膜絲各個部位能更均勻抽吸工作。
4．膜表面抗污染性能高
膜表面為復合結(jié)構(gòu)，耐磨擦。即使長期使用后外皮層發(fā)生損傷情況下，仍然有內(nèi)皮層起到截留污染物效果，防止影響產(chǎn)水水質(zhì)。
5．膜材質(zhì)抗藥性高
采用高等級樹脂原料，對氧化劑等化學藥劑具有良好的抗藥性。
MBR膜元件需滿足或優(yōu)于以下技術參數(shù)

膜參數(shù)	膜種類		中空纖維（簾式）
	膜材質(zhì)		PVDF
	公稱孔徑		0.4μm
	有效膜面積		25m2/片
操作條件	過濾方式		抽吸
	常用差壓		30 Kpa（max）
	膜通量		0.2～0.8m3/m2/d
	MlSS濃度		5000～12000mg/L
	使用溫度		5～40℃
	耐受pH范圍		1～11
	沖洗氣量		（100～150Nm3/m2/h ，按膜組投影面積計）
	清洗方法	清洗方式	壓力注藥
		在線清洗	1次/周或壓差＞15Kpa
		離線清洗	2次/年或在線洗后效果不佳
	生活污水品質(zhì)保證年限		5年

三菱MBR進水水質(zhì)參數(shù)

理想進水水質(zhì)如下表

項目	CODcr (mg/L)	BOD5 (mg/L)	NH3-N (mg/L)	TN (mg/L)	SS (mg/L)	TP (mg/L)
進水	≤400	≤200	≤40	≤80	≤100	≤15

三、MBR系統(tǒng)運行和維護說明
（一）運行
三菱化學膜產(chǎn)品屬于浸沒式膜組件，膜組件沿導軌落下安裝于生物池末端的膜池中。通常膜組件抽吸水泵在PLC編程器控制下自動運行，本次設計中每列膜池獨立配備一臺抽吸水泵。抽吸水泵配備變頻器以保證操作條件和透膜壓差在一定范圍內(nèi)變化時能夠保持恒流產(chǎn)水量。當膜池在高液位時，抽吸水泵滿負荷工作。抽吸水泵會根據(jù)液位高低調(diào)節(jié)工作負荷。在低流量時，膜池會順次選擇自動進入待機狀態(tài)。每列膜池產(chǎn)水管獨立配套一個濁度儀，由PLC監(jiān)控出水濁度。*后所有的抽吸水泵產(chǎn)水匯總?cè)胍桓a(chǎn)水總管至后續(xù)設施。
本次膜組件產(chǎn)水泵運行設定為間歇性周期運行（開7min，停1min）在檢修期間以外，常時按此周期自動運行。
2．膜組件抽吸水泵
(1)流量：參照計算書m³/hr；
數(shù)量：略（1備）；三相380v；
(2)控制方式：手動＋自動；
抽吸水泵實行間歇運行
使用泵類型：自吸泵；（或）離心泵+汽液分離器
3．PVDF膜系列
（開≤7分；停≥1分）/周期
①需先啟動膜組件曝氣風機(開) →②后啟動膜抽吸水泵
②建議采用抽吸泵設定為定流量運行，軟啟動。

（2）膜組件出水管上（壓力）真空表（使用“kPa表”）
參考：通常膜組件跨膜壓差為-5～-25kPa
報警壓力設定：壓力到P1-20kPa時，蜂鳴動作。
自動停泵設定：壓力到P1-30KPa時，抽吸泵停機。
（備注：P1為膜初始投入運行時正常抽吸壓）
（3）泵/管道的安裝高度
自吸泵：盡量安裝于抽吸管道中高位，可有效排放氣泡。
泵的有效吸程（施工設計時盡量壓低抽吸水管揚程，可以提高泵的效率）
抽吸水泵進出管道應防止虹吸現(xiàn)象。
(3)自動控制：抽吸水泵間歇運行，運行和停止時間可調(diào)，MBR生化池內(nèi)液位計設定抽吸水泵低液位保護：MBR生化池低液位時，抽吸水泵停止運行，確保膜池內(nèi)液位過低時膜組件不出水。抽吸水泵與膜組件曝氣用鼓風機聯(lián)動，鼓風機運行為膜抽吸水泵啟動前提。
抽吸水泵實行變頻啟停，能防止電機過載與發(fā)熱。
(4)PLC監(jiān)測：控制室監(jiān)控各臺抽吸水泵的運行狀況。
膜擦洗鼓風機
膜組件下方配套曝氣箱系統(tǒng)，組件運行時通過曝氣產(chǎn)生氣水錯流攪動，能有效控制膜表面污染。

膜池水深（kPa）	45
管路損失（kPa）	7
合計（kPa）	53

風機參數(shù)：
風壓：53 kPa；
風量：（略）m3/min；
數(shù)量：（略）臺（1備）；三相380v；
控制方式：手動＋自動；
自動控制：鼓風機定時切換；鼓風機超高壓保護，當風管壓力超過設定值時鼓風機停止運行，并報警。
（二）維護
膜組件在生物池中運行使用，隨著時間的推移膜表面生物污染會有積累趨勢。因此推薦定期對膜組件實施在線藥液清洗。
在線藥液清洗分為兩大類：
①維護性清洗（低濃度藥液）；
②恢復性清洗（高濃度）。關于系外清洗，膜產(chǎn)品經(jīng)過長期使用后根據(jù)現(xiàn)場水質(zhì)及膜污染特征，具體判斷是否實施系外藥液清洗。
（三）啟動
膜設備安裝完畢實施啟動前，需對各管路進行氣密性檢測。膜組件抽吸水管道需用≥100kPa壓力測試有無漏點，膜組件浸入水中后可用氣壓衰減率檢測膜組件（充氣28KPa氣壓下5分鐘壓力降幅不超過7kPa。
本項目中4個獨立系列的膜池能獨立運行及停機檢修。
（四）膜箱裝卸
膜箱為全不銹鋼材質(zhì)；膜片為常溫防曬防雨運輸保存。
（五）膜組件裝卸
參照附件“膜片及集水管安裝要領”文檔。
（六）膜組件中膜箱在出廠前經(jīng)過壓力密封性測試，膜片為逐片檢測，所有經(jīng)檢測合格出廠之產(chǎn)品均有檢測記錄可查。
（七）PLC電控系統(tǒng)備份；主要水泵設備需要備品。膜系統(tǒng)分為若干獨立單元，均可獨立運行。膜池旁設有膜組件檢修平臺，獨立的酸/堿清洗池以備萬一時檢修維護用。
（八）清洗要求
三菱膜化學清洗分兩大類（在線藥液清洗和系外藥液清洗）：
1．在線清洗分兩類：
（1）低濃度維護性藥液清洗：此類清洗持續(xù)時間較短，采用較低的化學藥品濃度、清洗頻率較高。其目的在于保持膜的透水性和延長在線清洗周期。
（2）高濃度恢復性藥液清洗：此類清洗持續(xù)時間較長（但仍然相當短）、采用化學藥品濃度較高，清洗頻率較低。其目的在于恢復膜的透水性。在線清洗是當產(chǎn)水過程中TMP達到較大預計值時或定時啟動的。
2．系外藥液清洗（浸泡清洗）：當在線清洗壓差不能恢復正常時，或者膜孔堵塞、膜面積泥等情況出現(xiàn)時，宜將膜從系統(tǒng)中取出放入獨立藥液池中進行浸泡清洗。
無論那種清洗三菱化學膜一般采用的兩種清洗化學藥劑為：
次氯酸鈉 --用于去除有機和生物污堵。
檸檬酸 --- 用于去除無機污堵
具體清洗步驟請見詳細操作描述部分，下表列出所推薦的清洗參數(shù)：

在線清洗1（低濃度維護性藥液清洗）
清洗所用化學藥品	濃度	清洗頻率	清洗持續(xù)時間
次氯酸鈉	300~500mg/L	每周1 次	80分鐘（每系列）
在線清洗2（高濃度恢復性藥液清洗）
清洗所用化學藥品	濃度	清洗頻率	清洗持續(xù)時間
次氯酸鈉	3000 mg/L	每2月1 次	120 分鐘（每系列）
檸檬酸	1000 mg/L	每年2～3 次	120 分鐘（每系列）
系外清洗（浸泡清洗）
清洗所用化學藥品	濃度	清洗頻率	清洗持續(xù)時間
次氯酸鈉	3000 mg/L	每年1 次	6~24小時（每系列）
檸檬酸	1 %	約每年1 次	6~24小時（每系列）

本設計中，按膜組件1系列5或6臺膜，獨立分別做在線清洗。

* 在線清洗時相關設備自動控制順序如下：
1）根據(jù)程序，每周在設定時間膜組件自動運行設定進入待機模式。
2）抽吸水泵停止，抽吸管路中閥門閉合。
該列供應曝氣主管道閥門閉合。（風機運轉(zhuǎn)調(diào)整另計）
與膜組件抽吸管旁通連接的送藥液管道上，閥門打開。
3）藥液泵送系統(tǒng)中，稀釋水泵與原藥液計量泵啟動進入自動泵送狀態(tài)（30分鐘工作），之后自動停止。送藥液管道上閥門閉合。
整個膜系統(tǒng)進入靜置狀態(tài)，讓藥液與附著微生物等污染物充分接觸。
A 低濃度藥液時設定為10～30分鐘
B 高濃度藥液時設定為90分鐘
4）膜組件重啟曝氣攪動工作
該列供應曝氣主管道閥門打開（風機運轉(zhuǎn)調(diào)整另計），膜組件進入曝氣狀態(tài)。
時間如下：
A 低濃度藥液時設定為5分鐘
B 高濃度藥液時設定為30分鐘
5）膜組件抽吸管路中閥門打開，抽吸水泵啟動。全列進入自動運行產(chǎn)水狀態(tài)。

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