MBR工艺技术介绍VIP

MBR工艺技术介绍

目录

一、MBR工艺简介二、MBR膜类型及膜组件介绍三、MBR系统设计

MBR含义及其工作原理1.1MBR工艺优越性1.2MBR工艺的不足1.3MBR发展前瞻1.4

一、MBR工艺简介

膜生物反应器（简称MBR）是高效膜分离技术与活性污泥法相结合的污水处理技术。中空纤维膜的应用，取代生化工艺中的二沉池，进行固液分离。膜的高效截留作用，可以有效截留硝化菌，使硝化反应顺利进行，有效去除氨氮；同时可以截留难于降解的大分子有机物，延长其在反应器中的停留时间，使之得到最大限度的分解。应用MBR技术后，主要污染去除率可以得到很大的提高，特别是产水浊度＜1，出水达到可以直排标准甚至可以回用。1.1MBR含义及其工作原理（1）传统污水生物处理技术，泥水分离是在二沉池中靠重力作用完成的，其分离效率依赖于活性污泥的沉降性能，沉降性越好，泥水分离效率越高。而污泥的沉降性取决于曝气池的运行状况，改善污泥沉降性必须严格控制曝气池的操作条件，这限制了该方法的适用范围。由于二沉池固液分离的要求，曝气池的污泥不能维持较高浓度，一般在1.5-3.5g/L左右，从而限制了生化反应速率。水力停留时间与污泥龄相互依赖，提高容积负荷与降低污泥负荷往往形成矛盾。传统活性污泥处理系统容易出现污泥膨胀现象，出水中含有悬浮固体，造成出水水质恶化。传统生化工艺流程1.1MBR含义及其工作原理（2）MBR工艺流程

MBR工艺是将分离工程中的膜分离技术与传统废水生物处理技术有机结合，它的最大不同就在于取代了二沉池的位置，换成了膜池，同时担当着生化处理和二沉池的任务。而且大大提高了固液分离效率，并且由于曝气池中活性污泥浓度的增大和污泥中优势菌群的出现，提高了生化反应速率。同时，通过降低污泥负荷减少剩余污泥产生量（甚至为零），从而基本解决了传统活性污泥法存在的许多突出问题。1.1MBR含义及其工作原理（3）1.2MBR工艺优势性

1.进行固液分离效率高，其分离效果远好于传统的沉淀池，出水水质良好，出水悬浮物和浊度接近于零，甚至可以直接回用。2.膜组件的高效截留作用，使微生物完全截留在生物反应器内，保证反应器内的高污泥浓度，使得处理系统能够耐冲击负荷，同时实现了水力停留时间和污泥龄的完全分离。3.由于MBR将传统污水处理的曝气池与二沉池合二为一，并取代了三级处理的全部工艺设施，因此可大幅减少占地面积，节省土建投资。

4.能够在长泥龄下运行，可基本实现无剩余污泥排放，同时也有利于增殖缓慢的硝化菌的生长、繁殖，确保了系统的硝化效率。

5.系统容易实现PLC自动控制，操作管理方便。1.3MBR工艺不足1、成本较高，膜的制作成本高导致MBR工艺的投资较高，但随着制膜技术的进步，其成本已经有了很大的降低空间。2、容易形成膜污染，混合液中的悬浮污染物、溶解性有机物、微生物在膜表面的沉积以及活性污泥中的纤维、杂物等折叠缠绕都会不同程度上降低膜的通透性。

3、运行费用高，膜的寿命及更换，导致运行成本高。膜组件一般使用寿命在5年左右，到期需更换1.4MBR应用领域1.城市污水处理新建及升级改造。2.无排水管网系统地区的污水处理，如居民点、旅游度假区、风景区等。3.有污水回用需求的地区或场所等。4.高浓度、有毒、难降解工业废水处理。如造纸、制糖、皮革等行业5.化肥行业废水处理，排放标准要求直排。6.小规模污水厂（站）的应用。应用领域

MBR工艺因其高效的处理效果，现在已经被广泛的应用于各领域的污水处理。尤其在中水回用上受到很高评价，是中水回用比较好的选择。

二、MBR膜类型及膜组件介绍

MBR膜分类2.1

MBR用膜介绍

2.22.1MBR膜分类分类依据种类孔径超滤膜、微滤膜膜组件与生物反应器组合方式分置式、一体式、复合式物理形态中空纤维膜、平板膜、管式膜膜材料有机膜、无机膜压力驱动形式外压式、内压式使用状态浸没式、外置式MBR工艺中用膜一般为微滤膜（MF）和超滤膜（UF），大都采用0.1～0.4μm膜孔径微滤常用的聚合物材料有：聚碳酸酯、纤维素酯、聚偏二氟乙烯、聚砜、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚醚酰亚胺、聚丙烯、聚醚醚酮、聚酰胺等.超滤常用聚合物材料有：聚砜(PS)、聚醚砜(PES)、聚酰胺、聚丙烯腈（PAN）、聚偏氟乙烯、纤维素酯、聚醚醚酮、聚亚酰胺、聚醚酰胺等.2.2MBR用膜介绍

目前MBR膜组件中使用量较大的只有聚偏氟乙烯（PVDF）、聚乙烯（PE）和聚丙稀（PP）。其中聚偏氟乙烯（PVDF）由于其优良的物理和化学性能（强度和耐腐蚀性）在国内外用量均最大。2.2

MBR用膜介绍膜组件和生物反应器分开设置。生物反应器中的混合液经循环泵增压后打至膜组件的过滤端，在压力作用下混合液中的液体透过膜，成为系统处理水。

膜组件置于生物反应器内部，进水进入膜-生物反应器，其中的大部分污染物被混合液中的活性污泥去除，再在负压作用下由膜过滤出水。分置式一体式复合式形式上也属于一体式膜-生物反应器，所不同的是在生物反应器内加装填料，从而形成复合式膜-生物反应器，改变了反应器的某些性状。不足：运行过程易污染、强度低、使用寿命短优点：成本相对较低，造价便宜，膜的制造工艺较为成熟，膜孔径和形式也较为多样，应用广泛.材质：聚烯烃类、聚乙烯类、聚丙烯腈、聚砜类、芳香族聚酰胺、含氟聚合物等

高分子有机膜2.2MBR用膜介绍不足：造价昂贵、不耐碱、弹性小、膜的加工制备有一定困难优点（陶瓷膜为例）：耐酸、抗压、抗温，其通量高、能耗相对较低材质：金属、金属氧化物、陶瓷、多孔玻璃、沸石、无机高分子材料等无机膜2.2MBR用膜介绍

由于膜组件性质不同，MBR可分为内压式与外压式。内压式水渗透方向是由膜内部向外部出水，而外压式刚好相反。但是，在实际应用中外压式MBR还是比较普遍的，因为内压式的MBR容易堵塞，造成膜通量的减少，从而降低了MBR膜的处理效果。

2.2MBR用膜介绍A.中空纤维帘式膜B.平板帘式膜2.2MBR用膜介绍平板膜与中空纤维膜的比较表项目平板膜中空纤维膜抗污染能力强弱机械强度高低，易断丝清洗周期长短清洗方式在线清洗即可需要离线冲洗使用寿命长短成本高低

1.中空纤维膜的成本是平板膜的1/2至1/3，但中空膜易污堵、易断丝，使用寿命一般只有1-3年，而平板膜寿命达5-10年，长3-5倍左右。2.中空纤维膜需频繁清洗，1-4个月一次，而且要从水池中拆出来清洗（离线清洗），后期维护工作量较大；而平板膜可在线清洗（不用拆出来），且仅需6-12个月一次，操作非常简便，仅1人即可操作。

三、MBR系统设计MBR工艺组成3.2MBR工艺设计需求信息3.1MBR工艺路线选择3.4膜元件的选择与安装3.5MBR产水系统3.6MBR反洗系统3.8MBR曝气系统3.7MBR化学清洗系统3.9MBR系统设计参数3.3MBR设备选择3.103.1MBR工艺设计需求信息废水水质最少的水质条件包括：COD、BOD、氨氮、总氮、TDS、硬度、SS、PH值等。现场条件包括：环评报告、场地要求；如果是改造项目，还需要了解客户现有的处理工艺和水质指标。处理量根据处理量选择处理工艺和膜的数量。出水水质要求该要求影响处理工艺流程的选择。MBR工艺设计信息需求表3.2MBR工艺组成预处理系统根据进水水质，可以通过格栅、隔油、除硬、初沉池、沉砂池等进行预处理生化处理系统根据水质特性，选择合适的生化处理工艺MBR系统根据膜进出水水质要求和选用的膜厂家，计算合适的膜数量剩余污泥处理系统剩余污泥经压滤机压滤外运无害化处理3.3MBR系统设计参数参数典型数值生化池污泥浓度8000-10000mg/LMBR膜池污泥浓度8000-15000mg/L污泥回流比300%~500%膜通量12-25L/m2.h气水比6：1~12：1系统开停比例8：2~12：23.4MBR工艺路线选择A2O+MBR组合工艺

由A2O工艺与膜分离技术结合而成的具有同步脱氮除磷功能的A2O+MBR工艺，工艺中高浓度的污泥浓度、独立控制的水力停留时间和污泥停留时间、回流比及污泥负荷率等都会产生与传统A2O工艺不同的影响，具有较好的脱氮除磷效率。3.4MBR工艺路线选择A2O/A+MBR工艺流程

A2O/A+MBR工艺是一种强化内源反硝化的新型工艺，此工艺是针对进水碳源不足，而同时又有较高脱氮要求的污水处理项目。该工艺在普通A2O工艺后再设一级缺氧池，在利用进水碳源完成生物除磷和脱氮后，再利用第二缺氧池进行内源反硝化，进一步去除TN，之后再利用膜池的好氧曝气作用保障出水。3.4MBR工艺路线选择AO/A+MBR工艺流程3.5MBR膜元件的选择选择合适的膜通量确定所需要的膜面积根据单支元件的膜面积确定膜元件的数量根据膜架数量确定膜池的大小3.6MBR产水系统产水系统可采用连续运行或间歇运行两种不同的运行方式；

对于微污染源水或MBR池MLSS浓度低的系统可连续产水；

对于高污泥浓度的系统，可选用抽吸与停抽相结合的运行方式。3.7MBR曝气系统曝气系统作用主要有一下两个方面：1、气水混合、冲刷膜表面，减缓或防止膜污染。2、为微生物生长代谢提供氧气。3.8MBR反洗系统

MBR膜反洗水量的确定，一般根据膜面积，25-40L/m2，在反洗过程中将化学加强反洗程序引入进来，结合有机物污染通过碱洗效果明显、盐结垢通过酸洗效果明显的原理，将药剂打入反洗泵出口管路中，通过类似于低强度的化学清洗的操作，将MBR膜的污染消除在刚形成的阶段，阻止膜污染恶化。3.9MBR清洗系统污染物化学药剂清洗时间有机物10%次氯酸钠20~30min有机物氢氧化钠1h无机物盐酸1~2h化学清洗的频率和操作的条件与进水的水质有关。通常情况下运行1～3个月或在相同的运行条件下透过膜的压差比初期上升的0.5bar以上时就应该进行化学清洗。管道及阀门1、MBR膜产水管道通常也是膜反洗进水管道，而且膜的产水通常也作为膜的反洗进水，因此对于MBR膜产水管道要求耐腐蚀，无污染。通常选用不锈钢材质和塑料材质。预处理设备曝气及分配设备构筑物3.10MBR设备选择管道及阀门1、通常包括两大构筑物：膜池和产水池。浸没式超滤一般膜池就是生化池，因此选用钢砼结构较多。2、由于生化产水仍然存有有机物，而且通过膜池的曝气，充氧条件充足，为了防止菌的繁殖而造成的一系列问题，因此建议产水池容积尽量小，但必须满足反洗要求。预处理设备曝气及分配设备构筑物3.10MBR设备选择管道及阀门1、由于采用了膜元件，而且大多为中空纤维膜形式，因此对于预处理较常规生化要求要高。如细微的硬质颗粒可能会造成膜丝断丝；头发或软质丝状物又可能附着在膜丝上