MBR膜在无锡城镇污水厂的应用(2015.5)

CompanyLogo,MBR膜在无锡城镇污水处理厂的应用,无锡市排水有限公司陈豪,内容,MBR技术介绍,膜生物反应器（MembraneBiologicalReactor，MBR）,MBR是悬浮培养生物处理法（活性污泥法）和膜分离技术的结合，其中膜分离系统代替传统的活性污泥法中的二沉池，把生物处理工艺所依赖的微生物从生物培养液（混合液）中分离出来，从而使微生物得以在生化反应池内保留下来，同时保证出水中基本上不含微生物和其他悬浮物。,MBR原理,MBR工艺的特点是利用膜的固液分离原理，取代常规的沉淀，过滤技术，并使处理后的水质直接达到（优于）排放标准一级A的水平。,MBR工艺的流程与传统工艺的流程较为相似，一级处理与传统工艺相同，在进入二级处理部分之前设置精细格栅用于进一步去除进水中的SS以保护膜组件，二级深度处理部分采用生化池+膜池的方式取代传统工艺中的生化池沉淀池过滤。,传统工艺,MBR工艺,膜池,膜生物反应器,出水,出水,清洁的膜丝基本性状,表面附着污泥时膜丝基本性状,清洗与冲洗废液处理/处置,化学在线清洗系统,膜擦洗鼓风机,滤出水,工艺和仪表,生化池出水,反冲洗装置,透过液泵,系统组成,与传统工艺相比：处理工艺中，污泥浓度MLSS大幅提高，池容减小，节省占地。出水水质好，优于一级A标准。一般城市污水，能使出水SS低于检测限（1mg/L以下），BOD5小于2mg/L，CODCr小于30mg/L，氨氮小于1mg/L。污泥产量少，降低了污泥处理处置的费用。流程短，自动化程度高，降低员工劳动强度，同时便于生产管理。出水水质稳定，可实现直接回用。抗冲击负荷能力强，特别适用于工业废水比重大，浓度高的污水处理厂。由于膜的高效截留作用，可使微生物完全截留在生物反应器内，实现反应器水力停留时间（HRT）和污泥龄（SRT）的完全分离，使污染物的去除范围更广，运行控制也更加灵活；,MBR膜在无锡地区的应用,选择MBR工艺的原因,进水水质复杂，处理难度高MBR节省占地，现状用地量有限MBR工艺的技术优势出水标准高，并考虑回用,MBR膜的分类,按分离机理：反应膜、离子交换膜、渗透膜按膜的性质：天然膜（生物膜）、合成膜（有机膜和无机膜）按膜的结构形式：中空纤维、平板式、管式、螺旋式,中空纤维式优点是：装填密度高；造价相对较低；寿命较长，可以采用物化性能稳定，透水率低的尼龙中空纤维膜；膜耐压性能好，不需支撑材料。缺点是：对堵塞敏感，污染和浓差极化对膜的分离性能有很大影响。平板式优点是：制造组装简单，操作方便，易于维护、清洗、更换。缺点是：密封较复杂，压力损失大，装填密度小。,MBR膜组件,无锡地区的MBR项目,MBR工程现场,工艺路线1：厌缺好+MBR（胡埭、梅村一期、新城）,MBR在无锡市的应用,工艺路线2：厌缺1缺2好+MBR（城北一期、二期）,MBR在无锡市的应用,工艺路线3：缺1厌缺2好+MBR（马山、梅村二期）,MBR在无锡市的应用,工艺路线4：厌缺1好缺2-MBR（硕放）,回流300-400%,MBR在无锡市的应用,膜通量的衰减：是周期性过程，可通过的TMP的变化反映出来，当膜清洗后，TMP迅速恢复到正常状态，通常在10kPa以下，随着过滤产水过程的进行，TMP能维持较长时间的稳定数值，然后逐渐升高至临界值，此时，需停止产水进入膜清洗阶段。,除了膜污染会导致膜通量、即产水量的衰减外，低温也会抑制膜的透水性，从下图可以看出，水温分别在10、20和30时，设计膜通量的校正系数分别约为0.75、0.92和1.1，水温10时的膜通量相对20时约低23%，对于5万吨/日的MBR膜系统，冬季低温时产水量可能会下降至低于4.0万吨/日。,、膜组器取代了常规的二沉池和过滤池，主要作用是进行泥水分离。因此，保持前段生化部分良好的运行状态是出水稳定达标的基础和前提。确认膜池曝气正常，布气均匀。当系统停止曝气或进行曝气管清洗的时候，停止过滤，严禁产水泵开启。没有膜面清洗的情况（停止曝气或实施曝气管清洗时）进行过滤，会有导致滤饼层快速堆积，膜间污泥堵塞、组件破损等危险。化学清洗是对膜丝上的污染物进行去除，所以定期进行维护性清洗和离线清洗（碱洗加酸洗）是必须。预处理工艺段精细格栅和膜格栅的稳定运行,无锡市城北厂MBR膜应用实例,太湖新城污水厂,城北污水厂,无锡市排水公司,芦村污水厂,22万吨/天,30万吨/天,15万吨/天,无锡市排水公司（无锡市排水有限公司）主要承担主城区污水设施的投资、建设、营运管理职能。下辖芦村污水处理厂、城北污水处理厂、太湖新城污水处理厂、管网运营公司、排水检测中心，是无锡市从事城市水环境治理的专业骨干单位。,概况,一期,二期,三期,四期及续建,城北厂工艺流程,MBR工艺,5万吨/天,2万吨/天,缺氧区,好氧区,膜清洗池,臭氧发生间,设备间,进水渠,回流渠,缺氧区,接触消毒池,膜池,2万吨/天,缺氧区,好氧区,膜池,设备间,气动系统,抽吸泵,CIP泵,观水平台,景观河,MBR工艺设计,1,两段缺氧,2,三段回流,3,两点进水,第一缺氧区内从好氧区回流的NO3-完全被还原，实现完全反硝化；第二缺氧区内实现内源反硝化，节省外加碳源的投加,第一段回流为膜池混合液回流至好氧区；第二段回流为好氧区混合液回流至缺氧区、缺氧区；第三段回流为缺氧区的混合液回流至厌氧池,在运行时可以将原水按照一定比例灵活地分配到厌氧区和缺氧区，从而选择优先满足脱氮或者生物除磷对进水碳源的需要，增加系统的灵活性。,中空纤维膜,平板膜,中空纤维膜与平板膜,平面尺寸：88.8m59.8m生物池有效水深：6.0m生物池总停留时间：10.73h厌氧区停留时间：1.47h缺氧区停留时间：2.01h缺氧区停留时间：2.20h好氧区停留时间：5.05h,平面尺寸：59.8m24.8m生物池有效水深：6.0m生物池总停留时间：10.21h厌氧区停留时间：1.80h缺氧区停留时间：3.76h好氧区停留时间：4.65h,中空纤维膜,平板膜,设计厌氧区污泥浓度：X13.2g/L设计缺氧区污泥浓度：X24.8g/L设计缺氧区污泥浓度：X36.4g/L设计好氧区污泥浓度：X48.0g/L污泥负荷：0.049kgBOD5/kgMLSS/d污泥龄：20.5d缺氧区至厌氧区回流比：R1=200好氧区至缺氧区回流比：R2=300,设计厌氧区污泥浓度：X14.1g/L设计缺氧区污泥浓度：X26.2g/L设计好氧区污泥浓度：X46.2g/L污泥负荷：0.060kgBOD5/kgMLSS/d污泥龄：24.1d缺氧区至厌氧区回流比：R1=200好氧区至缺氧区回流比：R2=350,中空纤维膜,平板膜,膜池系列数：8每线膜箱数：8个设计通量：0.55m3/m2d峰值通量：0.64m3/m2d材质/膜类型：PVDF膜池设计污泥浓度：9.6g/L膜池供气量：450Nm3/min膜池至好氧区混合液回流比：R3=500运行方式：产水7min、停歇1min,膜池系列数：4每线膜箱数：17套设计通量：0.51m3/m2d峰值通量：0.56m3/m2d材质/膜类型：CPVC膜池供气量：225Nm3/min膜池至好氧区混合液回流比：R3=500运行方式：产水9min、停歇1min,中空纤维膜,平板膜,MBR中空膜和平板膜的出水水质,MBR化学清洗：（1）在线清洗：通常TMP达到25kPa以上时，单组膜池就要停止产水进行在线清洗，次氯酸钠（碱洗）或草酸（酸洗），然后恢复产水。（2）离线清洗：当在线清洗无法有效恢复通量时，组织进行离线清洗（0.51年），先后通过次氯酸钠（碱洗）和草酸（酸洗），离线清洗时间相对较长。虽然通过在线和离线清洗可以延缓膜污染的加剧，但膜污染本身是一个不可逆的过程，所以膜系统的产水量总体上来说呈现逐步衰减的过程。,中空膜在线清洗流程,平板膜在线清洗流程,MBR中空膜和平板膜的处理量的比较,清淤检修期,离线清洗后,MBR离线化学清洗,四期工程共配备6台离心鼓风机，其中膜池和生物池各3台。膜池实际运行2台风机，生物池实际运行1台风机。好氧池末端溶解氧水平较高，不仅造成能耗的浪费，好氧池回流污泥对缺氧池反硝化亦造成不良影响，在冬季负荷较低时问题更加突出。,由于曝气池风机开度最小条件下供风量大于曝气池的实际需氧量，为此提出将MBR生物池曝气管与膜池曝气管相连通的工程改造方案，通过调整风机运行台数减小过量曝气对工艺运行的不良影响，并节约能耗。2013年9月对膜池曝气系统进行改造，改造后的曝气系统运行2台风机，能够满足好氧池的供氧需求和膜池的曝气量，效率明显提高。,MBR节能降耗,首先如何防止膜污染是我们面临的主要问题。膜污染现象非常复杂，它取决于浓度、温度、pH值、离子强度等物理和化学参数。能耗是制约MBR推广的又一重大问题，因为MBR工艺的发展不仅取决于工艺本身，还取决于其经济可行性。低成本的膜材料的开发、膜材料的改性、膜寿命的延长等问题都是MBR工艺应用于污水处理与回用所亟待解决的问题。MBR运行控制主