不是所有的污水都適合MBR

【資料簡介】

在傳統(tǒng)的廢水生物處理技術(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(yán)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(fù)荷與降低污泥負(fù)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。

針對上述問題，MBR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(jī)結(jié)合，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te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0），從而基本解決了傳統(tǒng)活性污泥法存在的許多突出問題。

但是，MBR不是萬能的，它屬于微濾膜，是按能通過的顆粒物粒徑來定義的；所以，對于它來講堵塞問題是關(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，建議不要采用MBR膜法；不適合MBR法的廢水類型有：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）。

MBR膜法現(xiàn)在應(yīng)用越來越廣泛，以其穩(wěn)定清澈的出水備受關(guān)注，但其巨大的維護(hù)量也使很多使用者頭疼；那么要想在使用中盡量減少維護(hù)工作強度，在設(shè)計階段就需要注意以下幾個問題：

一、MBR的品牌及相應(yīng)的數(shù)量確定

決定了用MBR膜，那么下一步是決定用什么牌子，目前，MBR膜的質(zhì)量進(jìn)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)的問題接踵而至；從價格方面，進(jìn)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(jìn)口膜，三菱和精工的膜片都不錯，當(dāng)然，國產(chǎn)膜在保證足夠的設(shè)計余量的前提下還是可以的，重要的是設(shè)計人員要跟供應(yīng)商做好深入的技術(shù)溝通，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，但設(shè)計人員還是要再增加余量，個人認(rèn)為增加50%以上，比如筆者曾經(jīng)設(shè)計過一個小水量廢水，MBR選用國產(chǎn)品牌，但設(shè)計MBR用量是標(biāo)準(zhǔn)量的10倍，到現(xiàn)在2年時間未進(jìn)行清洗，一直在正常使用，出水COD維持在30mg/L以下；另外，最近出現(xiàn)的平板膜抗污染性能普標(biāo)優(yōu)于絲狀膜；平板膜分為PVDF材質(zhì)和PTFE材質(zhì),PTFE的抗污染性能*，目前只有進(jìn)口產(chǎn)品，以日本的性能最佳；膜的設(shè)計通量參考供應(yīng)商提供的數(shù)據(jù)；

二、MBR膜組件的設(shè)計

1、把膜片拼裝在一起形成一個膜組件，特別注意的是，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，那么有效間距要適當(dāng)放寬，這樣做的目的是保持沖洗氣流順暢到達(dá)頂部膜絲，也可以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就可以了；太大的間距導(dǎo)致占用空間太大；2、膜片橫向和豎向裝都可以，具體取決于安裝的空間；橫向裝時，膜絲保持微下垂，下垂幅度保持在10mm，也可以這樣說，在保證膜絲不受拉力的前提下，盡量直，這樣膜絲和膜絲之間就不會留有太多的雜物；推薦使用豎向安裝的方式；3、不能把膜組件做的很大，因為太大的膜組件，其安裝密度就會大，同樣的攪拌空氣量對它來講卻顯不足，而且在膜片上積累很多包裹物的時候，就需要對膜片進(jìn)行噴洗，用高壓水槍或自來水，安裝太密會讓你很難沖到內(nèi)層膜片，建議單個膜組件處理量不要超過1.5m3/hr；

三、MBR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，各有優(yōu)劣，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，穿孔大小Φ2.0mm，穿孔間距100mm，相鄰兩路管穿孔位置交錯穿插，孔口做單排垂直向上，有很多雙排、斜向下的做法，個人認(rèn)為不可取，沉降的污泥不會對孔口產(chǎn)生堵塞。2、曝氣量的大小進(jìn)行粗略估算，根據(jù)經(jīng)驗數(shù)字，按照汽水比24:1即可（常規(guī)池深3.5m），風(fēng)機(jī)排風(fēng)壓頭選型比最高液位高0.01Mpa；風(fēng)機(jī)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，這套裝置用來控制生化槽中的DO值以及保護(hù)風(fēng)機(jī)；3、每個膜組件曝氣都設(shè)置單獨的調(diào)節(jié)閥，同時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控制最佳為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，這樣方便觀察判定每個膜組件的狀態(tài)（壓力和通量），但多個膜組件共一臺也可以，在每個膜組件吸水管路上裝流量計；2、抽吸泵盡量低于液位安裝，越低越好，在膜組件正常狀態(tài)下，靠虹吸也是可以出水的，如果MBR池是地下池，那就做地下機(jī)房，確保抽吸泵能有足夠的吸程；低于MBR主要的參數(shù)是跨膜壓差，各品牌規(guī)定略有不同，一般不宜高于0.03Mpa，在這里跨膜壓差不一定等于真空表讀數(shù)，還要看泵的進(jìn)水口高度和生化池液位的高度差，如果真空表的讀數(shù)為0.03pa，生化池液位比泵進(jìn)水口高1m，那么此時的跨膜壓差為0.04Mpa；若泵安裝位置高于生化池液位1m，則此時的跨膜壓差只有0.02Mpa，公式就是：跨膜壓差=真空表讀數(shù)（取正）+（生化池液面高度-抽吸泵進(jìn)水口高度）3、抽吸泵出口管路一定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、電氣控制：一般設(shè)置MBR抽吸泵運行為13min運行，2min停止，能有效減少堵塞的頻率，具體啟動停止時間要征求廠家的意見，在電接點壓力表壓力超*，能停泵并報警；抽吸泵要能與風(fēng)機(jī)聯(lián)動，風(fēng)機(jī)在停止?fàn)顟B(tài)時，抽吸泵不工作；

五、化學(xué)浸泡清洗

1、在有條件的情況下，為了減少工作強度，能實現(xiàn)整個膜組件的清洗，這就要求做好膜組件的出池入池定位，水管及氣管要做方便拆卸的活連接（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，個人建議用優(yōu)質(zhì)法蘭連接或者采用雙由令球閥連接，膜組件的起落配套行車，能有效減輕勞動強度，行車貼牌500kg（實際可以做到1t的起重量）；2、化學(xué)浸泡槽要做3個，大小要膜組件放進(jìn)去綽綽有余，高度在淹沒膜絲之后再留500mm超高，每個浸泡槽要做好穿孔曝氣管道及其保護(hù)平臺；浸泡槽總深度=池底平臺高度+膜組件底部到最上層膜絲的高度+500mm超高

3、3個浸泡槽邊上要設(shè)置2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、每個浸泡槽要配套1臺塑料排污泵，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2~3公斤時，DN50的自來水管流量約18~22m3/hr；

8、常用化學(xué)清洗藥劑及濃度：

NaOH（用來殺菌和清洗掉有機(jī)污染物）：濃度1%~2%，浸泡時間>2h；

檸檬酸（用來除去無機(jī)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(jī)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，對于斷絲單根打結(jié)處理；

六、在線反沖洗

1、首先不要對在線反沖洗抱有太大依賴，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；

2、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(jìn)入了微小顆粒物，引起了硬堵塞，反沖洗還是很有效果的；3、在線反沖洗由PLC自動控制，每天一次（前提是采購的膜片支持在線反沖，不要不支持而卻做了，造成膜絲孔徑擴(kuò)大），反沖用的水至少是自來水，末端裝自來水過濾器，過濾精度需達(dá)到50μm，反沖水量約正常過濾通量的3~5倍，壓力不要超過2.5公斤，否則會對膜絲造成損壞，可以直接由自來水管路接入，不用裝加壓泵，但務(wù)必要裝壓力表和流量計。