中空纤维浸没式膜组件技术手册

1.阐明在使用膜组件之前，请您认真阅读本技术手册。2.膜组件简介近几年来，由于水资源的短缺以及严重的水污染问题，膜独特的分离技术脱颖而出。膜设备分离占地空间小，操作以便，能耗小，分离效率高且出水水质好，因而在许多领域得到广泛应用。中空纤维超滤膜及微滤膜是以优质的聚偏氟乙烯（PVDF）为原材料，采用先进的技术及精密的生产设备，在严格的工艺条件下生产制造而成。膜组件重要有柱式和帘式两种形式不一样规格的产品。PVDF膜组件更因其独特的抗氧化性，易清洗的特点，在污水处理、中水回用、自来水净化方面可广泛应用。我们生产的膜组件强度高，水通量大，产水水质好，抗污染性强，产水量稳定，合用的水质范围宽。产品使用寿命长，性价比高。3.膜生物反应器（MBR）膜生物反应器（MBR）是把膜分离技术与生物技术相结合的新型污水处理高新技术。也就是把膜处理工艺与老式的活性污泥法相结合，用膜组件替代老式活性污泥法中的二沉池，运用膜的高效截留作用，进行固液分离，从而构成里膜生物反应器污水处理工艺。这是一种新型高效的污水处理工艺。在污水处理领域已备受瞩目，被认为是二十一世纪世界上最有发展的高新技术之一。经MBR处理后的污水可以直接回用。出水水质良好且稳定，不仅可以完全清除悬浮物，并且可以清除几乎所有的细菌与病毒，产水浊度靠近于零，对重要污染物的清除率很高，节流减排，实现了污水资源化。因此，膜生物反应器在世界污水处理领域越来越得到广泛应用。3.1MBR的优势1：高效的固液分离技术，使分离效果远好于一般的二次沉淀池，可以完全清除产水中的悬浮物，产水浊度靠近于零，产水水质良好且稳定。产水可以直接回用。2：由于MBR将老式污水处理的曝气池与二沉池合二为一，大幅减小占地面积，并节省土建资源。3：生物处理单元的污泥浓度高，泥龄厂，从而大大提高了难降解的有机物的降解效率。同步，由于活性污泥的吸附作用，使重要污染物（COD）的清除率可达90%以上。4：由于膜的截留作用，硝化细菌被完全截留在生物反应器内，并且繁殖，增强了系统的硝化能力，提高了氮、磷等污染物的去处。5：反应器在低有机负荷率状况下运行，剩余活性污泥量远低于老式工艺法的活性污泥量，无污泥膨胀，减少了对剩余污泥的处置费用。6：系统实现自动控制（PLC），操作管理以便，噪音小。3.2MBR的应用领域1：大型市政污水处理，到达中水回用原则。2：生活小区，写字楼，学校等中小型污水处理，中水回用工程。3：厂矿企业污水处理，中水回用工程等。4：市政自来水领域。4.膜组件膜生物反应器的关键就是膜组件。由于不一样的使用条件，膜组件有内置式（浸没式）和外置式两种。内置式是把膜组件直接浸没在生化反应池中，依托负压作用，从膜组件中直接抽取净水。因此对原水水质规定很低。但由于抽吸压力较低，膜组件的设计通量也相对较低，因此所需求总膜面积较大。外置式是把经预处理过的水通过泵输送到膜组件进行过滤。对进水水质规定较高某些。一般压力较大，因此所需动力消耗也较大，但所需总膜面积比浸没式膜组件少。膜组件中，帘式为内置式，柱式为外置式。组件采用外压式中空纤维膜，可有效地截留胶体、各类悬浮固体颗粒、微生物、细菌、病毒等杂质。产水水质好且稳定。膜组件有超滤和微滤两类。在这里，我们将对膜生物反应器专用帘式膜组件的使用进行详细地简介。4.1膜生物反应器专用帘式膜组件4.2膜组件特点4.2.1聚偏氟乙烯（PVDF）膜材料的优势为了保证膜的优秀性，在超滤及微滤膜的生产过程中必须要控制膜的表面特性以及支撑构造，同步膜材质也必须拥有很好的机械性能，以保证生产的膜具有高强度及柔韧性。并且，膜材质还应拥有极好的抗化学性能。常用的膜材质包括聚偏氟乙烯（PVDF）、聚丙烯腈（PAN）、聚醚砜（PES）、聚砜（PS）、醋酸纤维素（CA）、聚乙烯（PE）、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯（PVC）等。早些年的水处理市场，聚砜、醋酸纤维素和聚丙烯膜占据着重要市场。不过目前，聚偏氟乙烯和聚醚砜成为最广泛使用的超滤及微滤膜材料。而其中，聚偏氟乙烯（PVDF）材料以其无可比拟的优越性越来越受到人们的青睐。聚偏氟乙烯最大的特点是极高的化纤稳定性。而化学稳定性决定了其突出的抗氧化能力和耐酸碱性能。膜在应用过程中，最常碰到也最让人头痛的问题是膜污堵。水处理过程中，水中的微生物与有机物（尤其是污水中）常常会附着在膜的表面，伴随膜应用时间的增长，这些物质就会慢慢地把膜孔堵塞。从而导致了膜分离能力的直接下降。为了保证膜的正常运转，稳定水通量，需要定期对膜进行清洗。清除这些吸附在膜表面的微生物及有机物的最有效措施是氧化剂清洗。单氧化剂会对诸多膜导致损害。而聚偏氟乙烯（PVDF）的耐受氧化剂（次氯酸钠等）的能力是聚醚砜、聚砜等材料的10倍以上，从而大大延长了其使用寿命。虽然聚砜和聚偏氟乙烯都具有极高的强度，单聚偏氟乙烯同步又具有极强的柔韧性。而柔韧性是在膜的气擦洗清洗过程中高度期望的，因此，聚偏氟乙烯被广泛应用在需要空气的膜过滤形式中，例如膜生物反应器（MBR）以及外压式过滤型式的膜组件。在实际案例调查成果中表明，聚偏氟乙烯膜具有至少的断丝率。由于聚偏氟乙烯（PVDF）膜的极低的断丝率、高抗氧化能力、高强度、极好的柔韧性以及耐污染等种种长处，其在污水处理领域得到了越来越广泛的应用。4.2.2膜组件特点简述1.抗氧化性高，耐清洗：优质的聚偏氟乙烯材料决定了膜产品的强化学稳定性，而膜的高化学稳定性又使得膜耐高浓度氧化剂的清洗，从而可有效地防止细菌等微生物繁殖；2.通量高：产品的孔隙率高，使组件拥有高通量；3.强度高，柔韧性好：膜丝强度高，同步，柔韧性非常好，在清洗过程中，可使用气擦洗。不易断丝；4.耐污染性高：通过亲水改性，产品的耐污染性大大提高；5.产水水质好：滤膜具有小的公称孔径，因而在应用本产品时，可以清除几乎所有的悬浮颗粒、微生物、胶体、病菌及细菌；6.使用寿命长：组件一般采用不易堵塞的外压式构造，具有更大的过滤面积和更高的截污量，易清洗，并且更彻底，可以及时清除膜面的污染，使膜的使用寿命更长。4.3中空纤维膜基本参数表及膜组件使用条件4.4膜组件的包装每片膜组件中均注有1%的亚硫酸氢钠水溶液保护液并封存。内包装为塑料袋，外包装为硬纸箱。4.5膜组件的保留膜组件应轻拿轻放，防止重物撞击以免损伤膜丝。膜组件贮存温度应控制在5-40℃之间。膜组件在未使用过时，可保持干态寄存。一经使用，请在湿态下保留。膜组件在贮存温度范围内短期寄存时（2-3天），可在组件中注满纯净水，用塑料袋密封寄存即可。假如长期寄存，则应加入保护液后用塑料袋密封寄存。保护液可用1%的亚硫酸氢钠水溶液。如遇特殊状况，温度低于零摄氏度4.6膜组件完整性检测及补漏系统在运行中，膜组件中的中空纤维膜膜丝偶尔会发生断丝现象，原水就会通过断丝直接进入产水，影响膜过滤效果，减少产水水质。因此，应及时发现断丝并进行修补。捡漏时，将组件所有浸入水中。从一端进气，其他端口堵住。加上不不小于0.05MPa的压力，假如膜丝中油持续的气泡冒出，则表明这根丝有漏点或者膜丝已断。将漏的膜丝在根部打结系好，或是用环氧树脂胶将漏、断膜丝的出口堵住。堵口晾干后，再次反复检查，直至没有漏点。4.7膜组件使用注意事项JH-MBR帘式中空纤维膜组件系列是浸渍式膜组件，重要用于膜生物反应器（MBR），是MBR的关键组件。由于膜生物反应器是膜处理工艺与老式的活性污泥法相结合的反应器，因此原水中的有机物清除仍旧是通过微生物分解，中空纤维膜重要是对生化处理后的水与污泥起到分离作用。一般状况下，当工业污水作为原水时，其成分比较复杂，因此在采用膜法处理时，为了保证膜组件的正常稳定运转，提议事先通过小型试验来决定膜的详细使用状况。一般状况下，MBR运行中，合理的运行参数设计非常重要。因此提议先做充足的小型试验来确定运行参数，再中试到正常处理。小型试验时应注意膜组件与否很快被污堵，膜的压差与否上升很快；药液清洗后与否能恢复初始通量；通过清洗，组件与否可以接着正常稳定运转。4.8膜生物反应器帘式膜片的运行方式帘式膜片采用间歇出水方式，一般状况下，膜生物反应器系统运行8分钟，空曝2分钟。也就是说，自吸泵运行8分钟，停止2分钟。在这停止的2分钟期间，曝气仍旧进行。以运用空曝的气流及时对膜丝进行清洗，有效地防止膜丝的污堵，保证膜片的正常运转。详细的运行及空曝时间还应根据详细的水质进行试验来最终决定。5.膜生物反应器的基本设计原水→格栅池→预处理→MBR反应池→达标排放或回用5.1格栅池原水首先通过机械格栅将水中的漂浮物、悬浮物等固体杂质清除，需要定期清理。5.2预处理根据原水的水质，进行必要的预处理，如絮凝、沉淀以及其他必要的物理化学处理措施。5.3原水条件5.3.1：原水中对于油脂的规定原水中的含油物极易覆盖在膜表面，堵塞膜表面孔径，尤其是矿物质油，会对膜表面导致更恶劣的影响。因此原水中的动物油脂含量应低于50mg/L，而假如矿物油存在时，则含油量应不不小于3mg/L，当不小于这些值时，应对原水进行除油预处理。5.3.2：运转初期对消泡剂的规定在MBR运转的初期阶段，污泥会有起泡现象，这时假如需要加入消泡剂，请使用高级乙醇系列消泡剂，一定不要使用硅胶系列消泡剂。原因是硅胶系列的消泡剂会导致不可逆转的膜污染。5.3.3：活性污泥浓度MLSS在MBR中，依托的是膜分离设备对固液进行分离，与老式的沉淀法不一样，其MLSS的浓度高，一般在5000-8000mg/L，的范围内运转。提议最小浓度为3000mg/L，最大浓度为10000mg/L。假如污泥浓度超过10000mg/L时，膜的压差会急剧上升。假如污泥浓度低于3000mg/L时，在正常运转之前，可通过下列措施提高污泥浓度：A：持续空曝养泥一段时间，直至污泥浓度在正常范围内。B：膜的通量设计比正常设计要低某些。例如，设计通量为5L/m2.h。C：养泥时，应定期排出上清液。5.3.4：处理时的水温用活性污泥法进行生化处理时，其处理与否得当，直接影响着膜的运行稳定性。当运用一般活性污泥法进行生化处理时，曝气池内的水温最佳控制在15-35℃5.3.5：活性污泥状态假如活性污泥的状态恶劣，将直接影响到处理效果。没有被处理的有机物将附着在膜丝表面，极易导致膜孔堵塞，严重影响处理效果，甚至影响设备的正常运转。因而，在这种状况下，设计通量应设计的较低，例如，设计通量为5L/m2.h如下。直至活性污泥状态得以调整到合理的范围内，再提高设计通量。5.4MBR反应池的设计合理的膜生物反应器反应池的设计是MBR应用非常关键的一步。良好的设计不仅可以提高出水水质，并且还能很好地延长MBR膜片的化学清洗周期，以及膜片的使用寿命。反应池的设计有一体式和两格式之分。假如原水水质很好，则可采用一体式。一体式的长处是占地面积较小。但假如原水水质较差，而设计用地又容许的状况下，则可以设计成两格式。两格式也就是把好氧生化反应部分与MBR部分分开，同步在好氧池与MBR池部分派上一种污泥回流泵。假如MBR吃的污泥浓度高于好氧部分的污泥浓度时，应使用污泥回流泵将污泥尽量地回流到好氧反应池内。两格式的长处是废水可以被均匀地抽吸，产水水质得到提高，并且能更好地保护膜片，延长其使用寿命。5.4.1MBR反应池的平面布局设计膜生物反应器置放于MBR反应池内。整个膜系统包括膜架、膜组件、曝气系统、连接管件、搜集管以及抽吸泵。膜组件必须安装在膜架内，靠膜架来固定和支撑。MBR反应池的空间设计应在膜架外形尺寸的30%以上。反应池的高度一般高于膜架高度。膜组件的上部至水面的距离：≥500mm，也就是说，水面的高度至少要高出膜组件上部500mm。膜架与反应池的壁距：≥300mm膜架与膜架之间的距离：≥400mm膜架尺寸越长时，提议膜架与反应池的壁距及膜架与膜架之间的距离都应对应地加长。间距厂约等于0.3乘以膜架的长及宽。5.4.2MBR反应池内膜架的设计膜架的平面尺寸与所放置的膜片数有关。一种膜架里放置固定数量的膜片，构成一种膜堆。膜架的材质一般采用不锈钢与UPVC或是A3钢防腐。处理一般污水时，膜片之间的单元间距一般不不不小于100mm。但当原水水质很差时，提议膜片采用隔一片放一片的放置方式。膜片的放置方式是膜丝垂直放置。膜片与固定的集水管连接。上下集水管的高度间距安排是以比膜丝垂直放置的间距要短约15-30mm，以保证膜丝受到保护，一直在自然的垂直松弛状态下。5.4.3MBR反应池内曝气系统的设计膜生物反应池是集膜分离技术与生物技术与一体，因此在对生物技术所需的供应微生物氧气曝气的同步，运用系统对膜丝进行擦洗。一般采用为微孔曝气器或是穿孔曝气器。曝气系统安装在膜架底部，空气由曝气器中均匀地由下向上吹出，在膜组件内部产生向上的气流，使膜丝不停地摆动，通过气流的冲刷作用而到达清洗膜丝的效果。曝气器应安装在膜架底部，与膜丝的距离为200-400mm。曝气管与MBR反应池底部之间的距离为150-250mm。曝气器数量设计时，应考虑到要有足够的空气量来擦洗膜表面。要保证气流能形成均匀地向上气流，以及保证向下气流的区域，从而能在曝气池内形成稳定的旋回流。以保证膜片的正常运转。膜架底部的微孔曝气器中心间距可设在250-300mm之间。5.4.4MBR反应池内曝气量的设计MBR系统正常运转时，提议的气水比为20:1-40：1（体积比）。也就是MBR反应池内生化所需空气量及清洗膜丝所需空气量与膜片产水的比为20:1-40:1。5.5MBR膜片产水5.5.1产水量的设定膜片在正常运转时，提议使用恒流操作方式。过滤通量的设计根据不一样水质，可设计在10-20L/m2.h范围内。但一般在对污水进行处理时，设计原则为10-12L/m2.h。通量设计为平均值，实际运行时，由于是间歇式出水方式，故瞬间的膜出水量会比这个值大。当处理的原水水质很差，如高浓度工业废水或是原水中难分解物质诸多时，过滤通量的设计应相对减少，防止膜污堵的发生。5.5.2间歇式产水方式的设定膜片的产水方式一般采用间歇式。即膜片在负压下每工作近8分钟时，停止抽吸，让膜片产水停止2分钟，依次类推。但此时曝气系统仍旧运行。空气流仍旧在流动。这样在MBR运转工程中，积聚在膜表面的污泥物更易在气流的冲刷下脱落，以此到达清洗的目的。减少膜片的污堵，延长膜片的使用寿命。5.5.3产水泵的设定产水泵一般使用自吸泵，工作压力一般在0.005-0.03MPa（负压）。自吸泵与产水集水管相连接。提议吸程不小于5米，在5-7米范围内。膜过滤时，一般采用恒流过滤方式，因此应在产水泵的出水侧设置流量传感器，通过变频来控制水流量。5.5.4MBR系统设计时应注意事项当自吸泵停止抽吸时，有时由于虹吸作用或是重力过滤等原理，过滤仍旧会进行。在此状况下，膜片在停止时间内实际上并没有停止过滤。这样很轻易导致膜片的堵塞。为防止此类事情发生，提议在出水水管处加设止动阀。假如在运行中，曝气系统出现故障，请立即停止出水。由于假如在丧失清洗的条件下，仍旧使用膜片过滤出水，将导致严重的膜片污堵，挂泥等状况，也许导致需要对膜片进行额外的外浸渍化学清洗。使用药液进行膜组件清洗时，主水管内的空气需事先排出，因此应当设置排气阀等有关系统。6.膜系统的运行与维护6.1系统运行时应注意事项6.1.1膜片工作压差的管理当系统正常运转时，在过滤过程中，膜片会逐渐被污堵，膜的工作压差会逐渐上升。当压差超过一定数值时，要对膜片进行必要的清洗。6.1.2其他应注意管理事项系统正常运转时，还需对原水水质，预处理水质，MLSS浓度，COD浓度等进行必要的管理，以保证MBR系统的正常运转。6.2系统反洗一般状况下，系统与否需要反洗，应根据原水水质及现场实际状况，经小试决定。当原水水质较差时，尤其在高浓度化工废水等水质条件下，提议每天对系统进行反洗。系统进行反洗时，反洗水量为产水量的2-3倍，反洗压力不不小于0.1MPa，反洗时间一般为10分钟。详细状况可根据现场实际状况进行调整。反洗的详细环节为：1）：停止自吸泵，从而停止过滤；2）：关闭处理水管，并放置两分钟；3）：继续曝气；4）：启动排气阀，在管中进行排气；5）：启动反洗泵，从产水口处注入产水或是自来水。边空曝边反冲洗10分钟；6）：关闭反洗泵；7）：以上操作结束后，打开产水管，启动自吸泵，开始MBR的正常运转。6.3膜片的化学清洗当通过曝气措施清洗无法减少膜片的工作压差时，为了保证膜组件的长期正常稳定运转，应当对膜片进行化学清洗。化学清洗包括在线化学清洗和外浸渍化学清洗两种。6.3.1在线化学清洗在使用膜组件三个月内，假如系统的操作压力超过-0.03MPa时，而膜的工作压力比初始压力增长了不到0.02MPa时，应在三个月内对膜组件进行在线化学清洗。在线化学清洗后，应继续观测膜的工作压力，当压力增长值将近超过0.02MPa时，应再次及时对膜组件进行在线化学清洗。在线化学清洗时，膜组件仍旧放在曝气池内，相对于外浸渍化学清洗来言，其长处是清洗时比较简朴，无需把膜组件从曝气池中取出，因此无需配置对应地配套工具。在线化学清洗的时间也比较快。并且节省人力，与外浸渍化学清洗相比，能有效地防止膜组件的断丝及组件被破坏等问题。在线化学清洗时，事先配好的药液从产水口注入中空纤维内部及与之相连接的管道内，并浸泡，使药液有效地杀除附着在膜丝内外表面的细菌及有机附着物等。在线化学清洗时所需药液为：次氯酸钠；有效氯浓度为：≤1000mg/L；药液量为2L/m2*膜表面积+管道内部容积。在线化学清洗的详细环节为：1）：停止自吸泵，从而停止过滤；2）：关闭处理水管，并放置两分钟；3）：停止曝气；4）：启动排气阀，在管中进行排气；5）：打开药液注入管，启动药液泵，从产水口注入药液。在30分钟内把药液注入到中空纤维内及相对应的管道内，并静置浸泡90分钟；6）：清洗后的处理水中有时会具有较多的氯，假如不但愿氯含量高时，可从药液注入管中注入还原剂（硫代硫酸钠）来中和；7）：打开曝气系统，空曝30分钟。此时不过滤；8）：以上操作结束后，打开产水管，启动自吸泵，开始MBR的正常运转。6.3.2外浸渍化学清洗如在线化学清洗在清洗后的三个月内，频率提高，需在三个月内清洗两次，而膜的工作压力比初始压力增长了0.02MPa时，则应对膜组件进行外浸渍化学清洗。系统的外浸渍化学清洗时将膜组件从膜池中取出，浸泡在清洗池中进行清洗，用以清除附着在膜表面的污泥层以及滋生在膜内外表面的微生物等。外浸渍化学清洗一般采用杀菌性能优秀的常用水处理药剂进行系统杀菌处理，如次氯酸钠；采用酸洗清除膜系统无机盐结垢污染；采用碱洗清除膜系统的有机物污染。详细的化学药物为：酸洗：使用浓度为0.3-1wt%的盐酸水溶液或是1-2wt%的柠檬酸水溶液清洗浸泡。此清洗措施适合于无机污染物的清除。碱洗：使用浓度为0..2-0.5wt%的氢氧化钠水溶液浸泡，此清洗措施适合于有机污染物的清除。次氯酸钠清洗：使用0.5wt%的次氯酸钠溶液清洗浸泡。此清洗措施适合于微生物污染物的清