MBR工藝全面介紹.ppt

MBR工藝講座 大綱 第一章 MBR工藝簡(jiǎn)介 第一章 MBR工藝簡(jiǎn)介 1 1MBR含義及其工作原理 第一章 MBR工藝簡(jiǎn)介 1 1MBR含義及其工作原理 第一章 MBR工藝簡(jiǎn)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(yùn)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(shí)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(yùn)行過程中還產(chǎn)生了大量的剩余污泥 其處置費(fèi)用占污水處理廠運(yùn)行費(fèi)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 第一章 MBR工藝簡(jiǎn)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(jī)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(shì)菌群 的出現(xiàn) 提高了生化反應(yīng)速率 同時(shí) 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(jiǎn)介 1 2MBR工藝分類 第一章 MBR工藝簡(jiǎn)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(jìn)水進(jìn)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(fù)壓作用下由膜過濾出水 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(jiǎn)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(shì) 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(jī)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(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制 1 3MBR工藝優(yōu)越性 第一章 MBR工藝簡(jiǎn)介 1 4MBR工藝的不足 1 投資大 膜組件的造價(jià)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(dòng)壓力 高強(qiáng)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(yùn)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(jiǎn)介 1 5MBR發(fā)展歷史 第一章 MBR工藝簡(jiǎn)介 1 6MBR發(fā)展前瞻 第一章 MBR工藝簡(jiǎn)介 1 6MBR發(fā)展前瞻 第二章 MBR工藝用膜 膜組件 2 1MBR用膜介紹 第二章 MBR工藝用膜 膜組件 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 第二章 MBR工藝用膜 膜組件 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(qiáng)的物理強(qiáng)度和化學(xué)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 2 1MBR用膜介紹 陶瓷膜主要是A12O3 Zr02 Ti02和Si02等無機(jī)材料制備的多孔膜 其孔徑為0 1 50 m 具有化學(xué)穩(wěn)定性好 能耐酸 耐堿 耐有機(jī)溶劑 機(jī)械強(qiáng)度大 可反向沖洗 抗微生物能力強(qiáng) 耐高溫 孔徑分布窄 分離效率高等特點(diǎn) 陶瓷膜與同類的有機(jī)高分子膜相比具有許多優(yōu)點(diǎn) 它堅(jiān)硬 承受力強(qiáng) 耐用 不易阻寨 對(duì)具有化學(xué)侵害性液體和高溫清潔液有更強(qiáng)的抵抗能力 其主要缺點(diǎn)就是價(jià)格昂貴目 制造過程復(fù)雜 2 2MBR膜組件 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(qiáng)度 勿需支撐材料 把大量 多達(dá)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40 250 m 內(nèi)徑為25 42 m 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(diǎn) 裝填密度高 一般可達(dá)16000 30000m2 m3 造價(jià)相對(duì)較低 壽命較長(zhǎng) 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(diǎn) 對(duì)堵塞敏感 污染和濃差極化對(duì)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 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(jī) 優(yōu)點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)是 制造組裝簡(jiǎn)單 操作方便 易于維護(hù) 清洗 更換 缺點(diǎn) 密封較復(fù)雜 壓力損失大 裝填密度小 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(yùn)行方式 實(shí)際中多采用內(nèi)壓型 即進(jìn)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(gè)多孔的不銹鋼 陶瓷或塑料管內(nèi) 每個(gè)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(jià)格較高 但耐污染且易清洗 尤其對(duì)高溫介質(zhì)適用 優(yōu)點(diǎn) 料液可以控制湍流流動(dòng) 不易堵塞 易清洗 壓力損失小 缺點(diǎn) 裝填密度小 一般低于300m2 m3 2 2MBR膜組件 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(gè)膜卷 裝進(jìn)圓柱形壓力容器內(nèi) 就制成了一個(gè)螺旋卷式膜組件 優(yōu)點(diǎn) 膜的裝填密度高 膜支撐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 濃差極化小 容易調(diào)整膜面流態(tài) 缺點(diǎn) 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 2 2MBR膜組件 第二章 MBR工藝用膜 膜組件 2 2MBR膜組件 第二章 MBR工藝用膜 膜組件 2 2MBR膜組件 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(diǎn) 2 3三種常見的MBR膜組件 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(diǎn) 2 3三種常見的MBR膜組件 28 可編輯 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(diǎn) 2 3三種常見的MBR膜組件 第三章 MBR系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第三章 MBR系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3 1MBR設(shè)計(jì)需求信息 第三章 MBR系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3 2MBR工藝組成 以ZW MBR為例 設(shè)計(jì)職責(zé) 第三章 MBR系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3 2MBR工藝組成 第三章 MBR系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3 3MBR工藝路線選擇 第三章 MBR系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3 3MBR工藝路線選擇 第三章 MBR系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3 3MBR工藝路線選擇 第三章 MBR系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3 4膜池的設(shè)計(jì) 第三章 MBR系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3 5膜元件的選擇和安裝 膜元件的選擇 第三章 MBR系統(tǒng)設(shè)計(jì) 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(jì) 3 6MBR產(chǎn)水系統(tǒng) 產(chǎn)水系統(tǒng)可采用連續(xù)運(yùn)行或間歇運(yùn)行兩種不同的運(yùn)行方式 對(duì)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(duì)于高M(jìn)LSS的系統(tǒng) 可選用抽吸與停抽相結(jié)合的運(yùn)行方式 第三章 MBR系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3 7MBR曝氣系統(tǒng) 第三章 MBR系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3 8MBR反洗系統(tǒng) 結(jié)合有機(jī)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(xué)加強(qiáng)反洗程序引入到MBR膜的運(yùn)行過程中 通過類似于低強(qiáng)度的化學(xué)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(shí)恢復(fù)形成協(xié)同惡化的效應(yīng) 第三章 MBR系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3 8MBR反洗系統(tǒng) 第三章 MBR系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3 9MBR加藥系統(tǒng) 化學(xué)清洗的頻率和操作的條件與進(jìn)水的水質(zhì)有關(guān) 通常情況下運(yùn)行1 3個(gè)月或在相同的運(yùn)行條件下透過膜的壓差比初期上升的0 5bar以上時(shí)就應(yīng)該進(jìn)行化學(xué)清洗 第三章 MBR系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3 10MBR自動(dòng)控制系統(tǒng) 1 當(dāng)不進(jìn)行分散化學(xué)清洗時(shí) 程序運(yùn)行按1 2 7或1 2 3 7 2 進(jìn)行程序轉(zhuǎn)換時(shí)所需考慮的緩沖時(shí)間應(yīng)在實(shí)際編程時(shí)進(jìn)行考慮 第三章 MBR系統(tǒng)設(shè)