環保在線
技術文章
500噸生活污水處理設備設計
閱讀：552 發布時間：2020-8-3500噸生活污水處理設備設計
選擇合適孔徑的膜組件后， MBR 對細菌和病毒也有著較好的去除效 果，這樣就可以省去傳統處理工藝中的消毒工藝，大大簡化了工藝流程。 另外，在 DO 濃度較低時， 在菌膠團內部存在缺氧或厭氧區， 為反硝化創造 了條件，研究表明，采用 A/O 復合式 MBR 工藝，對 TP 的去除率可達 70% 以上， 節省土地 : 由于膜生物反應器工藝采用一個處理構筑物替代了傳統污水處理工藝的多 個構筑物，因此大大減少了對土地的占用； 由于膜生物反應器工藝采用膜分離，因此其中的 MLSS 濃度為傳統工藝的 3-5 倍，可達 8000-20000mg/l ，在處理相同的污水時，較傳統工藝效率 更高，構筑物尺寸更小，占地更小， 抗沖擊負荷能力強 ，MBR 工藝對于污水水質、水量變化較大，有較大的沖擊負荷的進水條件有 良好的適應能力，由于膜生物反應器中生物相濃度較高， 為傳統工藝的 3-5 倍，因此其抗沖擊 負荷的能力較強。 由于采用膜分離， 可根據來水水質水量變化情況， 人為控制污泥濃度， 以保 證穩定的出水水質。
易于擴展處理能力 : 由于 MBR 技術具有很強的模塊化特征，因此具有放大效應小的特點，擴容 十分方便，剩余污泥量少，可有效減少污泥后續處置費用，減少對環境的二次污染，由于泥齡長（ 30 天以上），因此剩余污泥產生量少，且十分穩定，大量的工 程實踐表明，膜生物反應器工藝排放的剩余污泥量僅為傳統污水處理工藝的 1/3～1/2 ，且 60% 以上成分為無機質，可直接脫水處理，自動化程度高，控制運行穩定 ，對于含有工業廢水的污水處理系統， 其穩定運行十分重要， 而提高自動化控 制水平，減少人為因素干擾，顯得尤為重要。
由于膜生物反應器工藝只有一個主處理單元， 因此非常易于實現自動化控制，且在使用必要的在線儀表的前提下， 輔以必要的軟件程序和數據庫， 便可以實現 處理系統的智能化控制，中空纖維膜組件特性介紹 型號 BT-20 過濾方式 外壓式中空纖維膜 材質 PVDF 膜特性 親水非對稱膜 中空纖維內徑 0.7mm 規格 中空纖維外徑 1.3 mm 粘接材料 Epoxy resin 環氧樹脂 接口材料 ABS 膜面積 20 m 2 (D ×L 1 ×L2 )外部尺寸 46 ×534 ×1500 孔徑 0.03 μm __ 過濾通量 10-20(L/m 2 ·h) 反洗水量 20(L/m 2 ·h) 跨膜壓差 80kPa 溫度范圍 5~40 C 酸堿度范圍 pH 1~12 基本工藝參數 氣水比 12:1~20:1 反洗壓力 50kPa 反沖洗時間 2~10mins 化學實際清洗時間 90mins 化學清洗頻率 3 月 2.1 膜設備清洗要求 MBR 清洗設備包含加藥泵、 CIP 泵、放空泵、清洗控制設備（ CIP 流量變 送器、自動閥門等）及配套的管路、閥門等，配有酸、堿、藥劑貯罐及加藥泵和配藥泵。 反洗及 CIP 清洗均為自動控制，當運行周期結束， MBR 設備自動轉為反洗 狀態，同時，反洗泵、加藥泵等反洗設備啟動，對 MBR 設備進行反洗，反洗運 行為各個 MBR 設備分別輪流進行， 反洗周期一般為每天進行一次，反洗 2 ～10min 。
反洗泵由變頻器供電，通過 PID 調節使反洗流量恒定，以防過流量反洗對 MBR 膜造成損害，當有 MBR 設備要進行恢復性化學清洗時，只需要在自控膜組件的操作面板 _ 或 PC 機的顯示器上人工發出指令， 化學清洗膜組件將自動配制相應的清洗藥劑， 當清洗藥劑配制完成后， MBR 設備將自動轉入化學清洗狀態，直至化學清洗歷 時結束，并將化學清洗廢液送入中和槽， MBR 設備將重新投入正常運行。 恢復性化學清洗運行為根據人工指令，對 MBR 設備按工作組分別進行化學 恢復性化學清洗周期一般為每 180 天使用一種（或幾種）藥劑清洗一次， 清洗時間一般為 2 ～5h ，PVDF 系列膜元件在工程使用中，提供三種清洗方法，分別是水反洗，維護 性清洗，化學清洗三種方式，水反洗 簡易描述：通過膜組件的設置， 定期對膜元件進行水反洗， 其作用是減輕膜 表面的污泥累計，維持膜通量，在該過程中不添加化學藥劑。
執行原則：膜組件設定，自動進行。 項目 單位 數值 清洗頻率 天 /次 1 清洗時長 min 2~10 清洗水流量 L/m 2 ·h 15~20 清洗水壓力 kpa ﹤50 清洗水品質 不低于膜產水 清洗水濁度 NTU ﹤0.5 2.3CEB 清洗 簡易描述：定期進行維護性清洗，通過化學藥劑的殺菌、溶解、調節 pH 等 作用，減緩膜表面的生物污染和化學污染，維持膜通量。
執行原則：膜組件設定，自動運行 項目 單位 數值 清洗周期 天/次 3~7 清洗時長 min/ 次 10 （緩慢注入藥劑并浸泡） 清洗水流量 L/m 2 ·h 15~20 清洗水壓力 kpa ﹤50 清洗水品質 不低于膜產水 清洗水濁度 NTU 0.5 使用藥劑 種類 清洗液濃度 數值 NaClO mg/L 300-500 檸檬酸或鹽酸 mg/L 500-800 注：根據污水的水質情況，調整藥劑種類和藥液濃度， 恢復性化學清洗 簡易描述，定期的對膜元件進行充分的化學清洗， 清除中空纖維內外表面的 生物污染和化學污染物， 維持膜通量。 根據工程規模和實際設計情況， 采用離線 恢復性化學清洗。
執行原則： 膜組件運行平穩，定期定時進行 、
（1）跨膜壓差上升超過 30kpa ，
（2 ）經過三次維護性清洗，壓力上升周 期短于維護性清洗周期，
（3 ）距上次化學清洗超過 4 個月，以上達到其中一種 情況，執行化學清洗。 項目 單位 數值 清洗頻率 天/次 120~180 清洗時長 小時 2~8 清洗水溫度 ℃ 20~25 清洗水品質 不低于膜產水 使用藥劑 種類 清洗液濃度 數值 __NaClO mg/L 800~1000 檸檬酸或鹽酸 mg/L 1000~5000 NaOH mg/L ﹤2000 注：根據原水水質不同，藥劑種類和清洗方法有所調整 2.5 MBR 系統整體檢測方法 MBR 系統中設有膜完整性檢測系統，當產水濁度超過指標時，可啟動檢測 程序，停止制水和膜底部曝氣，向纖維內側通入 0.01 ～0.02 MPa 的壓縮空氣， 觀測出現氣泡的部位， 破損定位后， 將有破損的膜塊移出系統， 在清水池中進行 詳細檢驗并修補，修補完成后吊回原位，連接后就可正常產水工作，MBR 運行設置 3.1 過濾 PVDF 膜組件對 MBR 中的污水進行固液分離，能有效的去除水中的懸浮顆粒 和有機雜質，生產出無菌水，同時，膜表面能夠使細菌在其與活性污泥的界面間停 留較長的時間，促進了對有機物的分解，產水方式為間歇產水，連續運行 9min ，間 歇 1min ，每個膜組配置一臺產水泵和電磁流量計，膜組件產水采用恒流量產水，通 過電磁流量計輸出信號，經過 PLC 調節產水泵的運行頻率來維持膜組件穩定產水， 反洗 在反洗過程中，反洗液（一般為膜過濾的透過液）由膜元件的透過液出口進入 到外壓中空纖維膜的內側，由內向外反向清洗；同時，對膜元件進行曝氣，對中空 纖維的外壁進行空氣振蕩和氣泡擦洗。壓縮空氣在中空纖維外壁間振蕩上升，與反 洗水共同作用，將膜表面的污染物清洗干凈，清洗后的污水從膜元件的外側進入膜 CEB 清洗 CEB 清洗是在反洗液中加入酸 （300 ～500ppm ）或次氯酸鈉（300 ～500ppm ）酸的作用是清洗無機鹽的結垢而產生的污染物。 次氯酸鈉的作用是清洗膜表面的有機污染物和細菌。
恢復性化學清洗 MBR 膜組件的恢復性化學清洗及配藥為全自動控制， 當自控系統發出化學清洗 指令后，化學清洗系統將自動配制相應的清洗藥劑，當清洗藥劑配制完成后， MBR 設備將自動轉入化學清洗狀態，清洗完成后，重新進入產水模式， 膜組件在線檢測 在 MBR 產水管道上安裝有濁度計， 并且日常的檢測中也可定期測試 MBR 膜組 件出水的濁度值，當出水水質發生明顯惡化時，說明有膜元件中有膜絲滲漏，則對 MBR 膜組件進行在線的膜完整性檢測，為了方便檢漏的迅速進行， MBR 膜過濾膜組件配備了自動完整性檢測膜組件， 完整的檢測修復過程共分為壓力降測試、故障膜精確定位、故障膜隔離更換三個過 程，壓力降測試以壓力衰減來檢測膜的完整性， 該過程中壓縮氣體被送入膜絲內側， 緩慢將壓力升至 0.05MPa ，靜止等待 2.5 分鐘后，測試 1 分鐘內的壓力衰減值，當 1 分鐘壓力衰減超過 0.01Mpa 時，說明有斷絲情況發生， 膜組件將會報警等待處理，同時，在保壓測試過程中，停止該組膜池的曝氣，如有斷絲情況，將會在斷絲處觀 察到有連續氣泡產生，便可判定該膜組件有斷絲產生，在檢測同時精確定位故障膜 組件，完成檢測后膜組件自動泄壓排水，完成檢測步驟，操作人員可暫時關閉發生 問題的機組，迅速隔離或更換該問題組件，在不影響膜組件運行的情況下，對膜組 件進行精確修補。
膜組件的保存 未使用的膜組件應置于陰涼處，避免陽光直射，在溫度范圍： 22 ℃～28 ℃，相 對濕度范圍： 40 ～60% 環境下保存。嚴禁排放膜組件內部的保存液。 短期停機的情況下：停機 2～7 天以內，需要每天啟動 CEB 清洗一次，以避免 微生物在膜絲內側滋生。 長期停機的情況下：需要排空膜池內的混合液，注入膜膜組件產水，再對膜組 件進行 CEB 清洗，在保證膜池不結冰的情況下，進行封存。在封存的過程中，需要 每天啟動曝氣 2 個小時，并進行 CEB 一次，以避免膜絲的生物污染。
主要設備規格 4.1 系統控制描述 4.1.1 系統描述 根據 MBR 進水水質要求，本技術規劃書，終共選用了 BT-20 型中空纖 維膜組件 100 簾，分為 2 個膜架，每個膜架共用膜組件 50 簾， 2 個膜架并列 運行，可以整體運行，也可以單列運行，在本次項目中，我方選擇的膜截留孔徑為 0.1 μm 的中空纖維超濾膜，具有 更好的出水水質，可以保證系統的產水水質，達到排放要求，系統控制描述 自動運行時，產水（開 9 停 1 循環） →水反洗 →產水…→化學反洗 →產水 （開9 停 1 循環） →…，按照設定好的程序自動運行，相關的連鎖和報警也自 動啟動。 手動模式下，產水、水反洗、化學反洗、曝氣、水循環、排泥等均是手動操作，但是一旦產水啟動，則是按照開 9 停 1 的模式進行，手動模式下相關的連 鎖和報警也自動啟動。
（1）產水：產水自動閥門打開，產水泵開啟，采用變頻器啟動，變頻器調 節泵轉速使電磁流量計檢測產水流量達到設定值， 電磁流量計和變頻器聯鎖， 產 水按照產水泵開啟 9min 、間歇 1min 的方式進行循環。
（2 ）水反洗：產水泵關閉，反洗自動閥門打開， 反洗泵開啟，反洗持續 3min （時間設定可調），水反洗每天進行 1 次（次數可調），假定設定在上午 8:00 鐘 開啟反洗，則是 8:00 產水停止，反洗程序啟動。
（3 ）重新進入產水模式：反洗完成后，重新進入產水程序，也就是（ 1 ）。
（4 ）化學反洗：化學反洗是在水反洗的基礎上增加加藥程序，設定 3 次水 反洗進行 1 次加藥，加藥 3min （時間設定可調）。因此也就是在每 3 次水反洗的 第三次水反洗時開啟加藥泵。 出于安全性考慮， 要求鹽酸加藥和次氯酸鈉加藥交替進行， 因此加酸泵同交 加藥泵替開啟。
（5 ）水循環：循環泵連續開啟。
（6 ）排空：需要排空時，手動操作。
（7 ）進水：液位計控制，設定液位范圍，控制進水閥門。使膜池內水位保 持正常運行液位。
（8 ）曝氣：同產水泵相關聯，只要處在產水的程序內，曝氣連續進行。
檢漏：手動進行 4.2 MBR 系統主要設備參數 調節池的上清液自流進入 MBR 池， MBR 池分生化區和膜區兩個區，生化 區池底布置與接觸氧化池一致的橡膠可變中微孔膜管式曝氣器，膜區設置 MBR 膜組件系統及配套的出水、反洗、清洗、吹掃、吊裝等系統， MBR 膜區內的吹 掃（曝氣）有兩個用途，一是用于膜組件周圍的氣水振蕩，保持膜表面清潔，二 是為提供生物降解所需要的氧氣。 生物降解后的水在濾液自吸泵的抽提作用下通 過 MBR 膜組件，濾過液經由 MBR 集水管匯集送到監測池（或活性炭吸附罐） ， 通過膜的高效截留作用， 全部細菌及懸浮物均被截流在曝氣池中， 可以有效截留 硝化菌，使硝化反應順利進行， 有效去除氨氮； 同時可以截留難于降解的大分子 有機物，延長其在反應器中的停留時間，使之得到大限度的降解。 MBR 膜組 件下部設置的吹掃系統，吹掃抖動膜元件，以緩解膜元件周邊的污泥累積， 剩余污泥通過膜區剩余污泥泵定期排出， 可控制系統內活性污泥的濃度及污泥齡。 同時為了保證 MBR 膜組件有良好的水通量，能持續、穩定地出水，設計采 用專有的清水反洗、化學反洗及化學清洗程序對膜組件進行定時清洗，MBR 池設置放空管， 用于調試及檢修， 設消泡系統，供有泡沫產生時使用。
設備清單： 1 中空纖維膜 BT-20 簾 100 2 膜架 2200 ×1320 ×1920 個 2 3 膜導向架 根 4 MBR 膜池 4 吊車 T=3t 臺 1 Q=21m3/h 5 產水泵 H=15m 臺 2 一用一備 P=1.1kw Q=21m3/h 6 反洗泵 H=15m 臺 2 一用一備 P=1.1kw Q=65m3/h 7 循環回流泵 H=13m 臺 2 一用一備 P=4kw Q=6.82m3/h 8 鼓風機 臺 2 一用一備 N=7.5kw 。