MBR现场试验方案与步骤

1、试验方案与步骤1膜生物反应（MBR ）器工艺试验在开展膜工艺试验之前，先采用清水对膜通量进行了考查，掌握了膜的初始 通量值，然后再开展膜生物反应器处理油田采出水试验。1.1膜清水比通量的测定（室内部分）在膜初始通量的测试试验中，先进行设备安装、联机调试。之后清洗池体， 将MBR膜池和清水池注满自来水，避免水压造成隔墙变形。将膜浸润并以小流 量产水4小时，以15分钟为调节压力变化节点，并加以清水反洗2分钟。排除 产水管中空气，恒定膜区水位，测定不同真空压力条件下（-10、-15、-20、-25、 -30、-35、-40、-45Kpa的产水通量，然后计算该膜的清水比通量（此即超滤膜 的自身阻力Rm

2、）。最后调节流量到0.5m3.h-i，记录此时的压力值P0。1.2膜的临界通量测定（现场部分一前期）由于现场试验处理水为好氧池出水，其水质为轻度污水，会对超滤膜有一定 的污染，因此需确定超滤膜的临界通量，此试验采用通量阶式递增法测定，具体 步骤为：分别测定在不同产水通量条件下（1、3、6、8、10、12、14、16Lm-2h-i） 的真空压力值（若压力与产水通量呈线性变化，则继续增大产水通量，直到压力 变化率突然增大为止），确定出临界通量J1和次临界通量J11 （注意每次调节通 量变化时间为15分钟，每分钟读一个压力值），并记录下临界通量J1和次临界 通量J11时对应的压力值P1和P11。1.

3、3抽吸时间和反清洗时间的测定（现场部分一前期）确定出临界通量和次临界通量之后，调节流量到0.5m3.h-1，记录此时的压力 值P2,当压力达到P11时，记录这段时间t1 （此时间被定为抽吸时间），此时说 明超滤膜需要进行反清洗。系统调节到反清洗系统，当压力值重新回到P2时， 记录这段时间t2 （此时间被定为反清洗时间），此时说明经过反清洗，膜通量已 基本恢复到正常运行时的通量。1.4膜的阻力分布测定（现场部分一前期）受污染的膜其总阻力Rt,由膜自身阻力Rm和污染阻力Rf组成，一般认为 污染阻力Rf由凝胶层阻力Rc和堵塞阻力Rb组成。污染的膜阻力可以用膜污染 连续阻力模型解释：J=TMP/（ux

4、Rt）=TMP/ux（Rm+Rf）= TMP/ux（Rm+Rc+Rb）。上面测试结束后，重新调节0.5m3.h-i的流量，运行0.5小时后记录压力值， 对应的阻力为总阻力Rt。此时停止原水泵，开启鼓风机，调节曝气量为0.325 m3/min，即19.5m3.h-1，使膜丝表面形成的凝胶层脱落，半小时后开启原水泵， 并且用膜过滤出水，调节流量为0.5m3.h-i，记录此时的压力值，对应的阻力为 （Rm+Rb）。由实验数据可得到污染膜的各种阻力。1.5膜污染速率（现场部分一中期）为了了解膜的污染速率，试验通过在设计曝气强度0.325 m3/min和设计膜通 量（即0.5m3.h-i，且应小于临界通

5、量）条件下连续运行14天左右，通过每天8、 10、12、14、16、18和20点几个时间点，以1次/2小时定时观测记录跨膜压力 TMP的变化，从而测试出膜污染速率和确定膜的化学清洗周期。1.6膜生物反应器处理效果（现场部分一中期）从开展膜污染速率的测定试验起，设计历时20天，对膜生物反应器运行的 稳定性和处理效果进行考察，同时在注意温度变化可能引起的凝胶现象发生。在 此期间，曝气强度为0.325 m3/min，污水进水量为0.5m3.h-1，且应小于临界通量）。 试验装置采取连续进水、间歇排水的方式，其间监测温度、pH、浊度、电导率、 COD和石油类变化情况。其监测方法如下表1表1水质监测项目

6、序号检测项目位置频次检测方式1温度进/出水4次庆现场2pH进/出水4次庆现场3浊度进/出水1次/2小时现场4电导率进/出水4次庆现场5CODcrMBR膜区前7天2次/天、 后7天1次/天现场6CODcrMBR出水前7天2次/天、 后7天1次/天现场7石油类MBR膜区1次庆回送8石油类MBR出水1次/2天回送2膜污染控制技术研究2.1曝气冲洗（设备已设计）2.2清水反洗膜运行过程中会有固体残留在孔中，对膜形成堵塞阻力Rb,膜表面也会有 诸如凝胶等杂质出现，形成凝胶层，其阻力为凝胶层Rc。曝气冲洗可以除去膜 表面杂质，而膜孔中的杂质可用水反洗将其排出。水反洗是用过滤水从清水池中 泵到抽水管中，一般

7、每10min24h反洗一次，反洗强度为0.5m3.h-i左右。此技 术参数由前面1.3节完成。2.3化学离线清洗及清洗剂的复配膜组件长期使用后可能会造成不同物质的阻塞，空气清洗效果不明显，TMP 无法恢复。此时将膜组件从MBR池中取去，浸泡在特殊的化学溶液中一段时间， 即进行化学离线清洗。在工程运行过程中，一般讲化学离线清洗只是在线操作无 法恢复TMP时才考虑，可能会在3个月到一年进行一次。根据前期室内研究结果，由试验效果决定采用化学离线清洗方案与否，清洗 方式见下表2,本试验考虑污染物主要为无机结垢物和胶体物质，因此准备药剂 主要为草酸、NaOH和盐酸，药计量根据为每次300L。表2化学清洗

8、剂及清洗方式污染物清洗试剂清洗方法其他无机结垢物（氧化物，氢补 m o户、扃S八启击Q儿版 才、六+、草酸，PH12浸泡30-60分钟氧化物，不溶盐）2%柠檬酸、0.07M盐酸、酒石酸胶体NaOH，pH1012同上其他变性剂3后期试验设计3.1不同污泥浓度下的临界通量参照上述低污染物条件下临界通量测试方法，测试在不同污泥浓度下（0.5、 1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0 和 7.0kg/L）的临界通量。3.2不同污泥浓度下和不同曝气强度下的临界通量范围测试在相同污泥浓度，不同曝气强度条件下（0.125、0.175、0.225、0.275、0.325、0.375、0.425 和 0.475m3/min）的临界通量。4小结通过现场试验研究，需要解决以下一些问题：（1）采用膜生物反应器工艺深度处理油田采出水效果如何，COD和石油类 等的去除效率是否显著，出水中COD浓度为多少，工艺稳定运行时总水力停留 时间为多少？（2）通过试验确定膜单元工艺参数，包括膜的临界通量区、膜组件经济曝 气强度；通过对膜污染速率测定，确定最佳化学清洗周期。（3）通过对膜污染控制技术的研究，从空气吹扫、清水反洗以及化学剂清 洗三种方式中选择适合本研究的膜污染控制方式，并分别确定各自的操作参数和 程序。（