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膜—生物反应器用户手册1目录目录.....................................................1一MBR概述..............................................2二膜组件介绍...........................................42.1膜组件的特点............................................................................42.2膜组件的参数...............................................................................62.3运输................................................................................................72.4贮存................................................................................................7三MBR的系统设计........................................83.1水质条件.......................................................................................93.2预处理............................................................................................93.3膜组件的运行条件.......................................................................93.4反应池的设计.............................................................................123.5清洗方式.....................................................................................12四注意事项.............................................164.1安全注意事项............................................................................164.2使用膜组件注意事项................................................................162一MBR概述一．概述膜-生物反应器（MembraneBio-Reaction，缩写为MBR）是膜分离技术与生物技术有机结合的新型废水处理技术，它利用膜分离技术将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物质截留住，省掉二沉池，活性污泥浓度因此大大提高，水力停留时间（HRT）和污泥停留时间（SRT）可以分别控制，而难降解的物质在反应器中不断反应、降解，大大强化了生物反应器的功能。另外，膜过滤精度高，产水质好。因此，膜-生物反应器技术是目前最有前途的废水处理新技术之一。膜-生物反应器（MBR）根据膜组件和生物反应器的组合位置不同可将膜生物反应器分为内置式和外置式两大类。内置式将膜组件直接安置在生物反应器内部，它依靠重力和水泵抽吸产生的负压作为出水动力；外置式膜生物反应器，也称为错流式膜生物反应器，是指膜组件和生物反应器分开设置，相对独立，膜组件与生物反应器通过泵与管路相连接。通常都采用加压型过滤，加压泵从生物反应器抽水，压入膜组件中，膜滤后水排出系统，浓缩液回流至生物反应器。内置式膜反应器的特点是：操作压力低，能耗低，但使用的膜面积较大；而外置式膜生物反应器特点是：在泵的压力下大流量循环错流过滤，膜的通量较大，使用的膜面积较小，但动力消耗较大。目前,世界上投入运营的膜生物反应器大部分是内置式的。3二．应用领域膜-生物反应器技术作为环保前沿技术，应用技术日益成熟，并逐步被环保领域接受，具有广阔的前景。具体来讲，膜-生物反应器应用可能获得迅速发展的重点领域和方向如下：1.有污水回用的地区或场所，如宾馆、洗车业、流动公厕等充分发挥膜生物反应器占地面积小、设备紧凑、自动控制、灵活方便的特点。2.应用于无排水管网的地区，如小居民点、度假区、旅游风景区等。3.现有城市污水处理厂更新升级。特别是出水水质难以达标或处理水量剧增而占地面积无法扩大的情况。4.应用于高浓度有机废水的处理。高浓度有机废水是一种较普遍的点污染，全国食品、中成制药、养殖废水等行业每年高浓度有机废水排放量很大。这类污水采用常规活性污泥法处理尽管有一定效果，但出水水质很难达到排放标准的要求。而MBR在技术上的优势，决定它可以对常规方法难以处理的污水进行有效的处理，有的污水甚至可以处理到回用。5.小规模的污水处理厂（站）的应用。膜技术目前价格相对还较高决定比较适用于小规模污水的处理。4二MBR膜组件介绍2.1MBR膜组件的特点MBR膜组件是专门适用于内置式膜生物反应器的膜组件。MBR膜选用知名品牌CanfilMBR膜。CanfilMBR膜是一种均相内支撑的四芯膜，由一种亲水性组分PVP交联的改性聚砜(mPS)制成。使用者在选择MBR膜时应该考虑的是膜的破损（断丝）率和抗污染性两个关键问题。MBR膜在工作过程中，采用底部大量曝气的方式，来降低膜的污染，所以对膜强度有较高的要求；较高的抗污染性和污染后的可恢复性，提高了膜的水通量，也降低了污染物在膜表面的沉积或污染后用简单办法即能恢复膜的通量。为了解决前面的两个问题，CanfilMBR膜技术人员研发了多项专利和专用技术，使得CanfilMBR膜及膜组件具有以下特点：2.2.1四芯膜CanfilMBR膜为均相内支撑四芯膜(见右图),膜丝由外部的大环形、中间的四个小环状质密层和其之间的疏松层组成，此结构既保证了膜丝的强度，同时又具有较高的水通量。四芯的膜丝结构使膜丝具有相当高的机械强度，有效避免了5高强度曝气造成的膜丝破损（断丝）问题。2.1.2永久亲水性膜组件采用由亲水性组分PVP交联的改性聚砜（mPS）材料制成。膜组件经过成膜液共混亲水材料专有技术和成膜后亲水后处理专利技术，使得膜表面的亲水性得到深化和固定。这样处理得到的超滤膜在干燥、有机污染和油污染后其亲水性仍然得以保留。因此CanfilMBR膜的抗污染性和被污染后的可恢复性均比其他普通聚砜产品得到明显提高。另外，由于亲水性的提高与深化，膜的通量也同时得到了较大的提高。2.1.3垂柳式膜组件结构垂柳式膜组件结构是由我公司独自研发的一项专利技术，它具有像柳枝一样的形态，可以随水流和气泡随意摆动，使膜丝上黏附的淤泥杂质在膜丝之间的磕碰中掉落，使之不容易附着在膜丝上。这样的设计结构就会让膜组件的抗污染型和被污染后的可恢复性明显提高。另外，由于膜丝的一端是没有被固定的，膜丝自然下垂，没有应力，所以膜组件的断丝率也大大降低了。62.2膜组件的参数2.2.1CanfilMBR膜的参数膜材质：mPS过滤孔径：0.01-0.02um外形尺寸：95x1500mm标准膜面积：5.0m2组件单元数量：16组件尺寸：600×600×1750mm流量（MBR膜组件）：1.0-3.0m3/hr.流量（MEBR膜组件）：2.0-4.0m3/hr.流量（浸没式超滤膜单元）：3.0-6.0m3/hr.产水水质：1NTU2.2.2膜组件安装参数框架材质不锈钢膜架与生化池壁距≥100mm膜架于水面的距离≥500mm膜架于池底部的距离≥300mm框架与框架间距≥100mm72.3运输运输过程中应避免碰撞、雨淋、烈日暴晒、冰冻和机械损伤。2.4贮存（1）产品应放置在通风干燥、有遮掩物、防潮清洁和无腐蚀性气体的场所贮存。（2）产品存放环境温度范围：5℃～40℃，勿与易燃易爆物质混存，远离火源。8三MBR的系统设计不同公司生产的膜组件由于材质及结构有差异因此工艺也有所不同，我公司经过长期的小试、中试摸索，并通过工程的实施总结出适宜本公司的专用膜组件的工艺，膜系统由六大部分组成：膜组件、膜机架、收集管、曝气系统、抽吸系统、反洗系统。主要设计工艺如下：MBR池预处理粗隔栅原水泵产水93.1水质条件当水中含有油脂时，随过滤的进行，油脂会覆盖膜表面，从而有可能堵塞膜孔。因此原水中的油脂含量应小于50mg/L。当油脂含量超过此值时，应进行隔油或气浮处理。在含有矿物油的情况下，有可能对膜产生更恶劣的影响。所以，应保证矿物油含量在3mg/L以下。3.2预处理当原水中含有较多的夹杂物或粗粒的悬浮物质，以及油脂成分比重较大时，必须进行适当的前处理。预处理的目的就是除去可能给膜带来损伤的大的固态物质，尤其是污水中含有的大量细小纤维屑，毛发等物质。建议在预处理中使用1mm以下（建议0.5mm）的细格栅或滤网。对于工业废水的预处理，应进行必要的水质调整，例如PH值，可生化性调整等。采用MBR法处理污水时，应首先确定原水中是否存在对膜组件有损害的物质，以及这些物质的可降解性。当污水中含有微生物难分解的高分子物质时，应事先咨询。通常事先需要进行充分的小型运转实验进行确认。3.3膜组件的运行条件3.3.1污泥浓度的控制使用膜来进行固液分离，与通常的沉淀法不同，能保持较高的污泥浓度。通常污泥浓度控制在8000-12000mg/L的范围内运行。当污10泥浓度超过上限时膜的压差会急剧上升，要把膜的通量调整到比正常运行低一些；当污泥的浓度低于3000mg/L时，持续空曝养泥一些日子，时间视现场情况而定（驯养污泥时要定期排出上清液）。只有当污泥性状较好时，才能用膜过滤出水。出水太早，对膜污染较大。3.3.2过滤方式的确定恒流过滤是与恒压过滤相对应的。研究表明：在相同的压力和通量下，恒流过滤中的污染层水力阻力小于恒压过滤中的污染层水力阻力。这是因为在恒压流过滤中，通量是从超临界水平回落至稳定，在此过程中，主体料液中的颗粒向膜表面迁移引起严重污染。而恒流过滤是在恒定的次临界通量下运行，可避免膜孔堵塞。因此，采用恒流过滤，不仅能够有效地控制膜污染，延长膜地清洗周期，使膜保持较高通量，延长运行稳定性，还能实现MBR进出水量平衡，保持HRT不变，减小进水水量对微生物的冲击。在膜过滤时，膜表面会堆积各种污染物质，在长时间连续出水时，即使有曝气形成的空气气泡和上向流擦洗膜表面，膜表面仍会有污染物积累。采用间歇出水能大大改善这一情况。当停止抽水时（继续曝气），膜两侧的压差减小甚至消失，附着在膜表面的污染物更容易在气泡和上向流的扰动下脱落，达到清洗的目的。出水可采用抽吸泵、真空泵和离心泵连用两种方式。用于膜系统的终端出水，与收集管连接。对于小系统，产水时管路中的负压较低，11一般在10-30Kpa，可采用自吸泵抽水。当较大的MBR系统时，建议采用真空泵与离心泵连用抽水。在膜过滤时，膜表面会堆积污泥的凝聚体和微粒子，在长时间连续出水时，即使有曝气形成的空气气泡和上向流冲洗擦洗膜表面，膜表面仍会有污泥堆积。采用间歇出水能大大改善这一状况。当停止抽水时，膜两侧的压差减小，附着在膜表面的污染物更容易在气泡和上向流的扰动下脱落，达到清洗的目的。一般出水时间设定为6-8min，停止出水时间为2min。3.3.3曝气量的控制为了使膜丝不断颤动以减缓因膜堵塞和滤饼层的形成而引起的膜污染，在膜区不间断曝气。曝气的目的，一是提供微生物降解和细胞合成等生命活动所需的氧，二是保持生物固体的悬浮状态，三是冲刷膜表面以抑制膜污染。曝气方式和强度对膜污染有直接的影响。曝气产生的错流流速能够有