MBR膜生物反應(yīng)器工藝全面介紹(原理、流程、應(yīng)用等)ppt課件.ppt

1、MBR工藝講座,大綱,第一章.MBR工藝簡介,第一章.MBR工藝簡介,1.1 MBR含義及其工作原理,第一章.MBR工藝簡介,1.1 MBR含義及其工作原理,第一章.MBR工藝簡介,1.1 MBR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(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 1.53.5g/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

2、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。,第一章.MBR工藝簡介,1.1 MBR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

3、污泥法存在的許多突出問題。,第一章.MBR工藝簡介,1.2 MBR工藝分類,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(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 。,1.2 MBR工藝分類,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)

4、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(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，易于實現(xiàn)自動控制。,1.3 MBR工藝優(yōu)越性,第一章.MBR工藝簡介,1.4 MBR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3050。,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,1.5 MBR發(fā)展歷史,第一章.MBR工藝簡介,1.

5、6 MBR發(fā)展前瞻,第一章.MBR工藝簡介,1.6 MBR發(fā)展前瞻,第二章.MBR工藝用膜、膜組件,2.1 MBR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 .,2.1 MBR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

6、萬的分子量，有很強的物理強度和化學(xué)穩(wěn)定性.,膜表面放大照片,膜橫斷面放大照片,2.1 MBR用膜介紹,第二章.MBR工藝用膜、膜組件,2.1 MBR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0.150m。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(jī)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(xué)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。,2.2 MBR膜組件,第二章.MBR工藝用膜、膜組

7、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(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 42m 。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(dá)1600030000 m2/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。,2.2 MBR膜組件,

8、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：優(yōu)點是：制造組裝簡單，操作方便，易于維護(hù)、清洗、更換。 缺點：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行方式。實際中多采用內(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 624mm 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418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，

9、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 。,2.2 MBR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，形成一個膜卷，裝進(jìn)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?。蝗菀渍{(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。,2.2 MBR膜組件,第二章.MBR工藝用膜、膜組件,2.2 MBR膜組件,

10、第二章.MBR工藝用膜、膜組件,2.2 MBR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,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 。,2.3 三種常見的MBR膜組件,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。,2.3 三種常見的MBR膜組件,第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計,第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計,3.1 MBR設(shè)計需求信息,第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計,3.2 MBR工藝

11、組成,以ZW-MBR 為例,設(shè)計職責(zé),第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計,3.2 MBR工藝組成,第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計,3.3 MBR工藝路線選擇,第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計,3.3 MBR工藝路線選擇,第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計,3.3 MBR工藝路線選擇,第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計,3.4 膜池的設(shè)計,第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計,3.5 膜元件的選擇和安裝,膜元件的選擇,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,3.6 MBR產(chǎn)水系統(tǒng),產(chǎn)水系統(tǒng)可

12、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M(jìn)LSS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,3.7 MBR曝氣系統(tǒng),第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計,3.8 MBR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(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,3.8 MBR反洗系統(tǒng),第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計,3.9 MBR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)。通常情況下運行13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(jìn)行化學(xué)清洗。,第三章.MBR系統(tǒng)設(shè)計,3.10 MBR自動控制系統(tǒng),1、當(dāng)不進(jìn)行分散化學(xué)清洗時，程序運行按1-2-7或1-2-3-7。 2、進(jìn)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(jìn)行考慮。,第三章.MB