污水處理知識篇：高濃度廢水處理之MBR膜設計要點(diǎn)

作為高濃度廢水處理工藝的MBR膜法現在應用越來(lái)越廣泛，以其穩定污水處理能力備受關(guān)注，但其巨大的維護量也使很多使用者頭疼;那么要想在使用中盡量減少維護工作強度，在設計階段就需要注意以下幾個(gè)問(wèn)題：

一、該廢水適不適合用MBR膜法

MBR不是萬(wàn)能的，它屬于微濾膜，是按能通過(guò)的顆粒物粒徑來(lái)定義的;所以，對于它來(lái)講堵塞問(wèn)題是關(guān)鍵，一些易結垢、含油類(lèi)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(lèi)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(lèi)廢水、脂類(lèi)廢水(有預處理措施除外);

二、MBR的品牌及相應的數量確定

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(guò)增加膜絲數量、減少通量設計量也可以滿(mǎn)足需要，但相應的問(wèn)題接踵而至;

從價(jià)格方面，進(jìn)口膜約為國產(chǎn)膜的3~5倍，在價(jià)格可以接受的前提下，盡量采進(jìn)口膜，三菱和精工的膜片都不錯，當然，國產(chǎn)膜在保證足夠的設計余量的前提下還是可以的，重要的是設計人員要跟供應商做好深入的技術(shù)溝通，設計通量方面，一般國產(chǎn)膜廠(chǎng)家出廠(chǎng)的設計通量已經(jīng)留了足夠的余量，但設計人員還是要再增加余量，個(gè)人認為增加50%以上，比如筆者曾經(jīng)設計過(guò)一個(gè)小水量廢水，MBR選用國產(chǎn)品牌，但設計MBR用量是標準量的10倍，到現在2年時(shí)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，最近出現的平板膜抗污染性能普標優(yōu)于絲狀膜;平板膜分為PVDF材質(zhì)和PTFE材質(zhì),PTFE的抗污染性能最強，目前只有進(jìn)口產(chǎn)品，以日本的性能最佳;膜的設計通量參考供應商提供的數據;

三、MBR膜組件的設計

1、 把膜片拼裝在一起形成一個(gè)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放寬，這樣做的目的是保持沖洗氣流順暢到達頂部膜絲，也可以減少膜絲之間的板結和截留物，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(shí)，膜絲保持微下垂，下垂幅度保持在10mm，也可以這樣說(shuō)，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(huì )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(huì )大，同樣的攪拌空氣量對它來(lái)講卻顯不足，而且在膜片上積累很多包裹物的時(shí)候，就需要對膜片進(jìn)行噴洗，用高壓水槍或自來(lái)水，安裝太密會(huì )讓你很難沖到內層膜片，建議單個(gè)膜組件處理量不要超過(guò)1.5m3/hr;

四、MBR曝氣裝置的設計要點(diǎn)

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(gè)膜片間隙對應一路穿孔管，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(gè)人認為不可取，沉降的污泥不會(huì )對孔口產(chǎn)生堵塞。

2、 曝氣量的大小進(jìn)行粗略估算，根據經(jīng)驗數字，按照汽水比24:1即可(常規池深3.5m)，風(fēng)機排風(fēng)壓頭選型比最高液位高0.01Mpa;風(fēng)機出口設置泄氣閥，泄氣管口徑全開(kāi)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(lái)控制生化槽中的DO值以及保護風(fēng)機;

3、 每個(gè)膜組件曝氣都設置單獨的調節閥，同時(shí)整個(gè)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(shí)，DO也會(huì )有變化，不宜長(cháng)時(shí)間超過(guò)5.0ppm

五、MBR抽吸泵的設計要點(diǎn)

1、 有條件的情況下，盡量每個(gè)膜組件配1臺泵，這樣方便觀(guān)察判定每個(gè)膜組件的狀態(tài)(壓力和通量)，但多個(gè)膜組件共一臺也可以，在每個(gè)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，那就做地下機房，確保抽吸泵能有足夠的吸程;低于MBR主要的參數是跨膜壓差，各品牌規定略有不同，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，還要看泵的進(jìn)水口高度和生化池液位的高度差，如果真空表的讀數為0.03pa，生化池液位比泵進(jìn)水口高1m，那么此時(shí)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(shí)的跨膜壓差只有0.02Mpa，公式就是：跨膜壓差=真空表讀數(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(guān)的看到水質(zhì)狀態(tài)，每個(gè)流量計前面或后面加調節閥，用來(lái)調節膜組件的出水量;

4、 電氣控制：一般設置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(dòng)停止時(shí)間要征求廠(chǎng)家的意見(jiàn)，在電接點(diǎn)壓力表壓力超限時(shí)，能停泵并報警;抽吸泵要能與風(fēng)機聯(lián)動(dòng)，風(fēng)機在停止狀態(tài)時(shí)，抽吸泵不工作;

六、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(shí)現整個(gè)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(gè)活連接要經(jīng)久耐用，個(gè)人建議用優(yōu)質(zhì)法蘭連接或者采用著(zhù)名品牌的雙由令球閥連接，膜組件的起落配套行車(chē)，能有效減輕勞動(dòng)強度，行車(chē)貼牌500kg(實(shí)際可以做到1t的起重量);

2、 化學(xué)浸泡槽要做3個(gè)，大小要膜組件放進(jìn)去綽綽有余，高度在淹沒(méi)膜絲之后再留500mm超高，每個(gè)浸泡槽要做好穿孔曝氣管道及其保護平臺;

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(gè)浸泡槽邊上要設置2個(gè)儲液桶，其容量要大于浸泡槽的有效容積，用來(lái)將清洗藥液重復利用;

4、每個(gè)浸泡槽要配套1臺塑料排污泵，用來(lái)將藥液從浸泡槽中移送到儲液桶或排放;

5、要考慮洗過(guò)之后的廢液的處理方式，NaOH可以當作藥劑加入到系統中，NaCLO經(jīng)過(guò)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中;

6、每個(gè)浸泡槽的攪拌空氣量按照劇烈攪拌來(lái)設計，并安裝有調節閥;

7、浸泡槽要設有自來(lái)水加入管道，管道要粗，避免在自來(lái)水注水上浪費時(shí)間，注滿(mǎn)時(shí)間以10min為宜，參考數據，在自來(lái)水壓力2~3公斤時(shí)，DN50的自來(lái)水管流量約18~22m3/hr;

8、常用化學(xué)清洗藥劑及濃度：

NaOH(用來(lái)殺菌和清洗掉有機污染物)：濃度1%~2%，浸泡時(shí)間>2h;

檸檬酸(用來(lái)除去無(wú)機結垢，沒(méi)有則省略)：濃度2%，浸泡時(shí)間>2h;

NaClO(10%液體，用來(lái)深度殺菌，恢復膜絲過(guò)濾功能)：濃度5%，浸泡時(shí)間>2h;

酒精(95%工業(yè)級酒精)單片浸泡2min，用來(lái)恢復失水后的膜絲，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→復位

10、注意，檸檬酸為有機酸，使用不受限制，但如果距離下次使用超過(guò)1個(gè)月，就會(huì )在儲存過(guò)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，對于斷絲單根打結處理;

12、最近筆者設計出一套可以在線(xiàn)進(jìn)行MBR浸泡清洗的MBR池型，已在申請專(zhuān)利，可避免MBR膜組件起吊等勞動(dòng)量，實(shí)現自動(dòng)在線(xiàn)浸泡清洗;

七、在線(xiàn)反沖洗

1、 首先不要對在線(xiàn)反沖洗抱有太大依賴(lài)，MBR的反沖洗跟傳統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(xiàn)反沖洗還是要加，用來(lái)應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(xiàn)反沖洗由PLC自動(dòng)控制，每天一次(前提是采購的膜片支持在線(xiàn)反沖，不要不支持而卻做了，造成膜絲孔徑擴大)，反沖用的水至少是自來(lái)水，末端裝自來(lái)水過(guò)濾器，過(guò)濾精度需達到50μm，反沖水量約正常過(guò)濾通量的3~5倍，壓力不要超過(guò)2.5公斤，否則會(huì )對膜絲造成損壞，可以直接由自來(lái)水管路接入，不用裝加壓泵，但務(wù)必要裝壓力表和流量計。