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  • 技術(shù)文章

    三菱化學(xué)MBR膜使用技術(shù)說明

    2018-05-08 15:06:55  來源：
     
    *章　MBR工藝總體描述
     
    一、MBR工藝的特點(diǎn)
    為MF微濾膜與生物活性污泥相結(jié)合的生化處理工藝。具有出水品質(zhì)高，污泥產(chǎn)量低，抗負(fù)荷沖擊性強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì)。
    本項(xiàng)目膜生物反應(yīng)器中使用日本三菱化學(xué)公司生產(chǎn)的材質(zhì)膜產(chǎn)品。三菱化學(xué)膜自1970年開發(fā)出中空纖維膜并應(yīng)用于水處理行業(yè)，1990年開始膜產(chǎn)品應(yīng)用于MBR工藝，產(chǎn)品在污水處理行業(yè)應(yīng)用有20余年，工程業(yè)績(jī)數(shù)量已達(dá)4000余項(xiàng)，如今已成為全球主要MBR工藝膜生產(chǎn)廠家之一。
    二、本次設(shè)計(jì)使用的三菱化學(xué)PVDF系列中空纖維膜特點(diǎn)
    1．膜通量高
    三菱化學(xué)公司作為*高分子材料制造商，通過特定工藝制作而成的中空纖維膜，在保證膜表面強(qiáng)度的前提下提升成孔率，且孔徑均勻，并對(duì)膜表面進(jìn)行了永久性親水化處理。其單位膜面積的膜通量行業(yè)領(lǐng)先。其市政污水處理中*大平均膜通量可達(dá)33L/m2·hr。
    2．拉伸強(qiáng)度大
    PVDF系列膜產(chǎn)品結(jié)構(gòu)為復(fù)合膜結(jié)構(gòu)，內(nèi)部為柔軟空心支持體，外部為緊密結(jié)合的材質(zhì)過濾膜層。膜絲抗拉伸強(qiáng)度≥200牛頓/fil。
    3．膜絲內(nèi)部流道大
    新一代膜產(chǎn)品內(nèi)徑約1.4mm。中空纖維膜縱向水力流道變大，流道阻力減小，使膜絲各個(gè)部位能更均勻抽吸工作。
    4．膜表面抗污染性能高
    膜表面為復(fù)合結(jié)構(gòu)，耐磨擦。即使長(zhǎng)期使用后外皮層發(fā)生損傷情況下，仍然有內(nèi)皮層起到截留污染物效果，防止影響產(chǎn)水水質(zhì)。
    5．膜材質(zhì)抗藥性高
    采用高等級(jí)樹脂原料，對(duì)氧化劑等化學(xué)藥劑具有良好的抗藥性。
    MBR膜元件需滿足或優(yōu)于以下技術(shù)參數(shù)
    膜參數(shù) 膜種類 中空纖維（簾式）
    膜材質(zhì) PVDF
    公稱孔徑 0.4μm
    有效膜面積 25m2/片
    操作條件 過濾方式 抽吸
    常用差壓 30 Kpa（max）
    膜通量 0.2～0.8m3/m2/d
    MlSS濃度 5000～12000mg/L
    使用溫度 5～40℃
    耐受pH范圍 1～11
    沖洗氣量 （100～150Nm3/m2/h ，按膜組投影面積計(jì)）
    清洗
    方法    		 清洗方式 壓力注藥
    在線清洗 1次/周或壓差＞15Kpa
    離線清洗 2次/年或在線洗后效果不佳
    生活污水品質(zhì)保證年限 5年
     

     

    三菱MBR進(jìn)水水質(zhì)參數(shù)

      理想進(jìn)水水質(zhì)如下表
    項(xiàng)目 CODcr (mg/L) BOD5 (mg/L) NH3-N (mg/L) TN (mg/L) SS
    (mg/L)    		 TP
    (mg/L)
    進(jìn)水 ≤400 ≤200 ≤40 ≤80 ≤100 ≤15
     
    三、MBR系統(tǒng)運(yùn)行和維護(hù)說明
    （一）運(yùn)行
    三菱化學(xué)膜產(chǎn)品屬于浸沒式膜組件，膜組件沿導(dǎo)軌落下安裝于生物池末端的膜池中。通常膜組件抽吸水泵在PLC編程器控制下自動(dòng)運(yùn)行，本次設(shè)計(jì)中每列膜池獨(dú)立配備一臺(tái)抽吸水泵。抽吸水泵配備變頻器以保證操作條件和透膜壓差在一定范圍內(nèi)變化時(shí)能夠保持恒流產(chǎn)水量。當(dāng)膜池在高液位時(shí)，抽吸水泵滿負(fù)荷工作。抽吸水泵會(huì)根據(jù)液位高低調(diào)節(jié)工作負(fù)荷。在低流量時(shí)，膜池會(huì)順次選擇自動(dòng)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)。每列膜池產(chǎn)水管獨(dú)立配套一個(gè)濁度儀，由PLC監(jiān)控出水濁度。*后所有的抽吸水泵產(chǎn)水匯總?cè)胍桓a(chǎn)水總管至后續(xù)設(shè)施。
    本次膜組件產(chǎn)水泵運(yùn)行設(shè)定為間歇性周期運(yùn)行（開7min，停1min）在檢修期間以外，常時(shí)按此周期自動(dòng)運(yùn)行。
    2．膜組件抽吸水泵
    (1)流量：參照計(jì)算書m3/hr；
    數(shù)量：略（1備）；三相380v；
    (2)控制方式：手動(dòng)＋自動(dòng)；
    抽吸水泵實(shí)行間歇運(yùn)行
    使用泵類型：自吸泵；（或）離心泵+汽液分離器
    3．PVDF膜系列
    （開≤7分；停≥1分）/周期
    ①需先啟動(dòng)膜組件曝氣風(fēng)機(jī)(開) →②后啟動(dòng) 膜抽吸水泵
    ②建議采用抽吸泵設(shè)定為定流量運(yùn)行，軟啟動(dòng)。
     
    （2）膜組件出水管上（壓力）真空表（使用“kPa表”）
    參考：通常膜組件跨膜壓差為-5～-25kPa
    報(bào)警壓力設(shè)定：壓力到P1-20kPa時(shí)，蜂鳴動(dòng)作。
    自動(dòng)停泵設(shè)定：壓力到P1-30KPa時(shí)，抽吸泵停機(jī)。
    （備注：P1為膜初始投入運(yùn)行時(shí)正常抽吸壓）
    （3）泵/管道的安裝高度
    自吸泵：盡量安裝于抽吸管道中高位，可有效排放氣泡。
    泵的有效吸程（施工設(shè)計(jì)時(shí)盡量壓低抽吸水管揚(yáng)程，可以提高泵的效率）
    抽吸水泵進(jìn)出管道應(yīng)防止虹吸現(xiàn)象。
    (3)自動(dòng)控制：抽吸水泵間歇運(yùn)行，運(yùn)行和停止時(shí)間可調(diào)，MBR生化池內(nèi)液位計(jì)設(shè)定抽吸水泵低液位保護(hù)：MBR生化池低液位時(shí)，抽吸水泵停止運(yùn)行，確保膜池內(nèi)液位過低時(shí)膜組件不出水。抽吸水泵與膜組件曝氣用鼓風(fēng)機(jī)聯(lián)動(dòng)，鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行為膜抽吸水泵啟動(dòng)前提。
    抽吸水泵實(shí)行變頻啟停，能防止電機(jī)過載與發(fā)熱。
    (4)PLC監(jiān)測(cè)：控制室監(jiān)控各臺(tái)抽吸水泵的運(yùn)行狀況。
    膜擦洗鼓風(fēng)機(jī)
    膜組件下方配套曝氣箱系統(tǒng)，組件運(yùn)行時(shí)通過曝氣產(chǎn)生氣水錯(cuò)流攪動(dòng)，能有效控制膜表面污染。
     
    膜池水深（kPa） 45
    管路損失 （kPa） 7
    合計(jì)（kPa） 53
     
    風(fēng)機(jī)參數(shù)：
    風(fēng)壓：53 kPa；
    風(fēng)量：（略）m3/min；
    數(shù)量：（略）臺(tái)（1備）；三相380v；
    控制方式：手動(dòng)＋自動(dòng)；
    自動(dòng)控制：鼓風(fēng)機(jī)定時(shí)切換；鼓風(fēng)機(jī)超高壓保護(hù)，當(dāng)風(fēng)管壓力超過設(shè)定值時(shí)鼓風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行，并報(bào)警。
    （二）維護(hù)
    膜組件在生物池中運(yùn)行使用，隨著時(shí)間的推移膜表面生物污染會(huì)有積累趨勢(shì)。因此推薦定期對(duì)膜組件實(shí)施在線藥液清洗。
    在線藥液清洗分為兩大類：
    ①維護(hù)性清洗（低濃度藥液）；
    ②恢復(fù)性清洗（高濃度）。關(guān)于系外清洗，膜產(chǎn)品經(jīng)過長(zhǎng)期使用后根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)水質(zhì)及膜污染特征，具體判斷是否實(shí)施系外藥液清洗。
    （三）啟動(dòng)
    膜設(shè)備安裝完畢實(shí)施啟動(dòng)前，需對(duì)各管路進(jìn)行氣密性檢測(cè)。膜組件抽吸水管道需用≥100kPa壓力測(cè)試有無(wú)漏點(diǎn)，膜組件浸入水中后可用氣壓衰減率檢測(cè)膜組件（充氣28KPa氣壓下5分鐘壓力降幅不超過7kPa。
    本項(xiàng)目中4個(gè)獨(dú)立系列的膜池能獨(dú)立運(yùn)行及停機(jī)檢修。
    （四）膜箱裝卸
    膜箱為全不銹鋼材質(zhì)；膜片為常溫防曬防雨運(yùn)輸保存。
    （五）膜組件裝卸
    參照附件“膜片及集水管安裝要領(lǐng)”文檔。
    （六）膜組件中膜箱在出廠前經(jīng)過壓力密封性測(cè)試，膜片為逐片檢測(cè)，所有經(jīng)檢測(cè)合格出廠之產(chǎn)品均有檢測(cè)記錄可查。
    （七）PLC電控系統(tǒng)備份；主要水泵設(shè)備需要備品。膜系統(tǒng)分為若干獨(dú)立單元，均可獨(dú)立運(yùn)行。 膜池旁設(shè)有膜組件檢修平臺(tái)，獨(dú)立的酸/堿清洗池以備萬(wàn)一時(shí)檢修維護(hù)用。
    （八）清洗要求
    三菱膜化學(xué)清洗分兩大類（在線藥液清洗和系外藥液清洗）：
    1．在線清洗分兩類：
    （1）低濃度維護(hù)性藥液清洗：此類清洗持續(xù)時(shí)間較短，采用較低的化學(xué)藥品濃度、清洗頻率較高。其目的在于保持膜的透水性和延長(zhǎng)在線清洗周期。
    （2）高濃度恢復(fù)性藥液清洗：此類清洗持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)（但仍然相當(dāng)短）、采用化學(xué)藥品濃度較高，清洗頻率較低。其目的在于恢復(fù)膜的透水性。在線清洗是當(dāng)產(chǎn)水過程中TMP達(dá)到較大預(yù)計(jì)值時(shí)或定時(shí)啟動(dòng)的。
    2．系外藥液清洗（浸泡清洗）：當(dāng)在線清洗壓差不能恢復(fù)正常時(shí)，或者膜孔堵塞、膜面積泥等情況出現(xiàn)時(shí)，宜將膜從系統(tǒng)中取出放入獨(dú)立藥液池中進(jìn)行浸泡清洗。
    無(wú)論那種清洗三菱化學(xué)膜一般采用的兩種清洗化學(xué)藥劑為：
    次氯酸鈉 --用于去除有機(jī)和生物污堵。
    檸檬酸 --- 用于去除無(wú)機(jī)污堵
    具體清洗步驟請(qǐng)見詳細(xì)操作描述部分，下表列出所推薦的清洗參數(shù)：
     
    在線清洗1（低濃度維護(hù)性藥液清洗）
    清洗所用化學(xué)藥品 濃度 清洗頻率 清洗持續(xù)時(shí)間
    次氯酸鈉 300~500mg/L 每周1 次 80分鐘（每系列）
    在線清洗2（高濃度恢復(fù)性藥液清洗）
    清洗所用化學(xué)藥品 濃度 清洗頻率 清洗持續(xù)時(shí)間
    次氯酸鈉 3000 mg/L 每2月1 次 120 分鐘（每系列）
    檸檬酸 1000 mg/L 每年2～3 次 120 分鐘（每系列）
    系外清洗（浸泡清洗）
    清洗所用化學(xué)藥品 濃度 清洗頻率 清洗持續(xù)時(shí)間
    次氯酸鈉 3000 mg/L 每年1 次 6~24小時(shí)（每系列）
    檸檬酸 1 % 約每年1 次 6~24小時(shí)（每系列）
     
    本設(shè)計(jì)中，按膜組件1系列5或6臺(tái)膜，獨(dú)立分別做在線清洗。
     
    * 在線清洗時(shí)相關(guān)設(shè)備自動(dòng)控制順序如下：
    1）根據(jù)程序，每周在設(shè)定時(shí)間膜組件自動(dòng)運(yùn)行設(shè)定進(jìn)入待機(jī)模式。
    2）抽吸水泵停止，抽吸管路中閥門閉合。
    該列供應(yīng)曝氣主管道閥門閉合。（風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)調(diào)整另計(jì)）
    與膜組件抽吸管旁通連接的送藥液管道上，閥門打開。
    3）藥液泵送系統(tǒng)中，稀釋水泵與原藥液計(jì)量泵啟動(dòng)進(jìn)入自動(dòng)泵送狀態(tài)（30分鐘工作），之后自動(dòng)停止。送藥液管道上閥門閉合。
    整個(gè)膜系統(tǒng)進(jìn)入靜置狀態(tài)，讓藥液與附著微生物等污染物充分接觸。
    A 低濃度藥液時(shí)設(shè)定為10～30分鐘
    B 高濃度藥液時(shí)設(shè)定為90分鐘
    4）膜組件重啟曝氣攪動(dòng)工作
        該列供應(yīng)曝氣主管道閥門打開（風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)調(diào)整另計(jì)），膜組件進(jìn)入曝氣狀態(tài)。
        時(shí)間如下：
    A 低濃度藥液時(shí)設(shè)定為5分鐘
    B 高濃度藥液時(shí)設(shè)定為30分鐘
    5）膜組件抽吸管路中閥門打開，抽吸水泵啟動(dòng)。全列進(jìn)入自動(dòng)運(yùn)行產(chǎn)水狀態(tài)。
     
     
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    王經(jīng)理 女士
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