500吨生活污水处理设备设计

 

 

     

     选择合适孔径的膜组件后， MBR 对细菌和病毒也有着较好的去除效 果，这样就可以省去传统处理工艺中的消毒工艺，大大简化了工艺流程。 另外，在 DO 浓度较低时， 在菌胶团内部存在缺氧或厌氧区， 为反硝化创造 了条件，研究表明，采用 A/O 复合式 MBR 工艺，对 TP 的去除率可达 70% 以上， 节省土地 : 由于膜生物反应器工艺采用一个处理构筑物替代了传统污水处理工艺的多 个构筑物，因此大大减少了对土地的占用； 由于膜生物反应器工艺采用膜分离，因此其中的 MLSS 浓度为传统工艺的 3-5 倍，可达 8000-20000mg/l ，在处理相同的污水时，较传统工艺效率 更高，构筑物尺寸更小，占地更小， 抗冲击负荷能力强 ，MBR 工艺对于污水水质、水量变化较大，有较大的冲击负荷的进水条件有 良好的适应能力，由于膜生物反应器中生物相浓度较高， 为传统工艺的 3-5 倍，因此其抗冲击 负荷的能力较强。 由于采用膜分离， 可根据来水水质水量变化情况， 人为控制污泥浓度， 以保 证稳定的出水水质。

 

易于扩展处理能力 : 由于 MBR 技术具有很强的模块化特征，因此具有放大效应小的特点，扩容 十分方便，剩余污泥量少，可有效减少污泥后续处置费用，减少对环境的二次污染，由于泥龄长（ 30 天以上），因此剩余污泥产生量少，且十分稳定，大量的工 程实践表明，膜生物反应器工艺排放的剩余污泥量仅为传统污水处理工艺的 1/3～1/2 ，且 60% 以上成分为无机质，可直接脱水处理，自动化程度高，控制运行稳定 ，对于含有工业废水的污水处理系统， 其稳定运行十分重要， 而提高自动化控 制水平，减少人为因素干扰，显得尤为重要。

 

      由于膜生物反应器工艺只有一个主处理单元， 因此非常易于实现自动化控制，且在使用必要的在线仪表的前提下， 辅以必要的软件程序和数据库， 便可以实现 处理系统的智能化控制，中空纤维膜组件特性介绍 型号 BT-20 过滤方式 外压式中空纤维膜 材质 PVDF 膜特性 亲水非对称膜 中空纤维内径 0.7mm 规格 中空纤维外径 1.3 mm 粘接材料 Epoxy resin 环氧树脂 接口材料 ABS 膜面积 20 m 2 (D ×L 1 ×L2 )外部尺寸 46 ×534 ×1500 孔径 0.03 μm __ 过滤通量 10-20(L/m 2 ·h) 反洗水量 20(L/m 2 ·h) 跨膜压差 80kPa 温度范围 5~40 C 酸碱度范围 pH 1~12 基本工艺参数 气水比 12:1~20:1 反洗压力 50kPa 反冲洗时间 2~10mins 化学实际清洗时间 90mins 化学清洗频率 3 月 2.1 膜设备清洗要求 MBR 清洗设备包含加药泵、 CIP 泵、放空泵、清洗控制设备（ CIP 流量变 送器、自动阀门等）及配套的管路、阀门等，配有酸、碱、药剂贮罐及加药泵和配药泵。 反洗及 CIP 清洗均为自动控制，当运行周期结束， MBR 设备自动转为反洗 状态，同时，反洗泵、加药泵等反洗设备启动，对 MBR 设备进行反洗，反洗运 行为各个 MBR 设备分别轮流进行， 反洗周期一般为每天进行一次，反洗 2 ～10min 。

 

     反洗泵由变频器供电，通过 PID 调节使反洗流量恒定，以防过流量反洗对 MBR 膜造成损害，当有 MBR 设备要进行恢复性化学清洗时，只需要在自控膜组件的操作面板 _ 或 PC 机的显示器上人工发出指令， 化学清洗膜组件将自动配制相应的清洗药剂， 当清洗药剂配制完成后， MBR 设备将自动转入化学清洗状态，直至化学清洗历 时结束，并将化学清洗废液送入中和槽， MBR 设备将重新投入正常运行。 恢复性化学清洗运行为根据人工指令，对 MBR 设备按工作组分别进行化学 恢复性化学清洗周期一般为每 180 天使用一种（或几种）药剂清洗一次， 清洗时间一般为 2 ～5h ，PVDF 系列膜元件在工程使用中，提供三种清洗方法，分别是水反洗，维护 性清洗，化学清洗三种方式，水反洗 简易描述：通过膜组件的设置， 定期对膜元件进行水反洗， 其作用是减轻膜 表面的污泥累计，维持膜通量，在该过程中不添加化学药剂。

 

执行原则：膜组件设定，自动进行。 项目 单位 数值 清洗频率 天 /次 1 清洗时长 min 2~10 清洗水流量 L/m 2 ·h 15~20 清洗水压力 kpa ﹤50 清洗水品质 不低于膜产水 清洗水浊度 NTU ﹤0.5 2.3CEB 清洗 简易描述：定期进行维护性清洗，通过化学药剂的杀菌、溶解、调节 pH 等 作用，减缓膜表面的生物污染和化学污染，维持膜通量。

 

执行原则：膜组件设定，自动运行 项目 单位 数值 清洗周期 天/次 3~7 清洗时长 min/ 次 10 （缓慢注入药剂并浸泡） 清洗水流量 L/m 2 ·h 15~20 清洗水压力 kpa ﹤50 清洗水品质 不低于膜产水 清洗水浊度 NTU 0.5 使用药剂 种类 清洗液浓度 数值 NaClO mg/L 300-500 柠檬酸或盐酸 mg/L 500-800 注：根据污水的水质情况，调整药剂种类和药液浓度， 恢复性化学清洗 简易描述，定期的对膜元件进行充分的化学清洗， 清除中空纤维内外表面的 生物污染和化学污染物， 维持膜通量。 根据工程规模和实际设计情况， 采用离线 恢复性化学清洗。

 

执行原则： 膜组件运行平稳，定期定时进行 、

（1）跨膜压差上升超过 30kpa ，

（2 ）经过三次维护性清洗，压力上升周 期短于维护性清洗周期，

（3 ）距上次化学清洗超过 4 个月，以上达到其中一种 情况，执行化学清洗。 项目 单位 数值 清洗频率 天/次 120~180 清洗时长 小时 2~8 清洗水温度 ℃ 20~25 清洗水品质 不低于膜产水 使用药剂 种类 清洗液浓度 数值 __NaClO mg/L 800~1000 柠檬酸或盐酸 mg/L 1000~5000 NaOH mg/L ﹤2000 注：根据原水水质不同，药剂种类和清洗方法有所调整 2.5 MBR 系统整体检测方法 MBR 系统中设有膜完整性检测系统，当产水浊度超过指标时，可启动检测 程序，停止制水和膜底部曝气，向纤维内侧通入 0.01 ～0.02 MPa 的压缩空气， 观测出现气泡的部位， 破损定位后， 将有破损的膜块移出系统， 在清水池中进行 详细检验并修补，修补完成后吊回原位，连接后就可正常产水工作，MBR 运行设置 3.1 过滤 PVDF 膜组件对 MBR 中的污水进行固液分离，能有效的去除水中的悬浮颗粒 和有机杂质，生产出无菌水，同时，膜表面能够使细菌在其与活性污泥的界面间停 留较长的时间，促进了对有机物的分解，产水方式为间歇产水，连续运行 9min ，间 歇 1min ，每个膜组配置一台产水泵和电磁流量计，膜组件产水采用恒流量产水，通 过电磁流量计输出信号，经过 PLC 调节产水泵的运行频率来维持膜组件稳定产水， 反洗 在反洗过程中，反洗液（一般为膜过滤的透过液）由膜元件的透过液出口进入 到外压中空纤维膜的内侧，由内向外反向清洗；同时，对膜元件进行曝气，对中空 纤维的外壁进行空气振荡和气泡擦洗。压缩空气在中空纤维外壁间振荡上升，与反 洗水共同作用，将膜表面的污染物清洗干净，清洗后的污水从膜元件的外侧进入膜 CEB 清洗 CEB 清洗是在反洗液中加入酸 （300 ～500ppm ）或次氯酸钠（300 ～500ppm ）酸的作用是清洗无机盐的结垢而产生的污染物。 次氯酸钠的作用是清洗膜表面的有机污染物和细菌。

 

       恢复性化学清洗 MBR 膜组件的恢复性化学清洗及配药为全自动控制， 当自控系统发出化学清洗 指令后，化学清洗系统将自动配制相应的清洗药剂，当清洗药剂配制完成后， MBR 设备将自动转入化学清洗状态，清洗完成后，重新进入产水模式， 膜组件在线检测 在 MBR 产水管道上安装有浊度计， 并且日常的检测中也可定期测试 MBR 膜组 件出水的浊度值，当出水水质发生明显恶化时，说明有膜元件中有膜丝渗漏，则对 MBR 膜组件进行在线的膜完整性检测，为了方便检漏的迅速进行， MBR 膜过滤膜组件配备了自动完整性检测膜组件， 完整的检测修复过程共分为压力降测试、故障膜精确定位、故障膜隔离更换三个过 程，压力降测试以压力衰减来检测膜的完整性， 该过程中压缩气体被送入膜丝内侧， 缓慢将压力升至 0.05MPa ，静止等待 2.5 分钟后，测试 1 分钟内的压力衰减值，当 1 分钟压力衰减超过 0.01Mpa 时，说明有断丝情况发生， 膜组件将会报警等待处理，同时，在保压测试过程中，停止该组膜池的曝气，如有断丝情况，将会在断丝处观 察到有连续气泡产生，便可判定该膜组件有断丝产生，在检测同时精确定位故障膜 组件，完成检测后膜组件自动泄压排水，完成检测步骤，操作人员可暂时关闭发生 问题的机组，迅速隔离或更换该问题组件，在不影响膜组件运行的情况下，对膜组 件进行精确修补。

      膜组件的保存 未使用的膜组件应置于阴凉处，避免阳光直射，在温度范围： 22 ℃～28 ℃，相 对湿度范围： 40 ～60% 环境下保存。严禁排放膜组件内部的保存液。 短期停机的情况下：停机 2～7 天以内，需要每天启动 CEB 清洗一次，以避免 微生物在膜丝内侧滋生。 长期停机的情况下：需要排空膜池内的混合液，注入膜膜组件产水，再对膜组 件进行 CEB 清洗，在保证膜池不结冰的情况下，进行封存。在封存的过程中，需要 每天启动曝气 2 个小时，并进行 CEB 一次，以避免膜丝的生物污染。

      主要设备规格 4.1 系统控制描述 4.1.1 系统描述 根据 MBR 进水水质要求，本技术规划书，终共选用了 BT-20 型中空纤 维膜组件 100 帘，分为 2 个膜架，每个膜架共用膜组件 50 帘， 2 个膜架并列 运行，可以整体运行，也可以单列运行，在本次项目中，我方选择的膜截留孔径为 0.1 μm 的中空纤维超滤膜，具有 更好的出水水质，可以保证系统的产水水质，达到排放要求，系统控制描述 自动运行时，产水（开 9 停 1 循环） →水反洗 →产水…→化学反洗 →产水 （开9 停 1 循环） →…，按照设定好的程序自动运行，相关的连锁和报警也自 动启动。 手动模式下，产水、水反洗、化学反洗、曝气、水循环、排泥等均是手动操作，但是一旦产水启动，则是按照开 9 停 1 的模式进行，手动模式下相关的连 锁和报警也自动启动。

 

（1）产水：产水自动阀门打开，产水泵开启，采用变频器启动，变频器调 节泵转速使电磁流量计检测产水流量达到设定值， 电磁流量计和变频器联锁， 产 水按照产水泵开启 9min 、间歇 1min 的方式进行循环。

（2 ）水反洗：产水泵关闭，反洗自动阀门打开， 反洗泵开启，反洗持续 3min （时间设定可调），水反洗每天进行 1 次（次数可调），假定设定在上午 8:00 钟 开启反洗，则是 8:00 产水停止，反洗程序启动。

（3 ）重新进入产水模式：反洗完成后，重新进入产水程序，也就是（ 1 ）。

（4 ）化学反洗：化学反洗是在水反洗的基础上增加加药程序，设定 3 次水 反洗进行 1 次加药，加药 3min （时间设定可调）。因此也就是在每 3 次水反洗的 第三次水反洗时开启加药泵。 出于安全性考虑， 要求盐酸加药和次氯酸钠加药交替进行， 因此加酸泵同交 加药泵替开启。

（5 ）水循环：循环泵连续开启。

（6 ）排空：需要排空时，手动操作。

（7 ）进水：液位计控制，设定液位范围，控制进水阀门。使膜池内水位保 持正常运行液位。

（8 ）曝气：同产水泵相关联，只要处在产水的程序内，曝气连续进行。

检漏：手动进行 4.2 MBR 系统主要设备参数 调节池的上清液自流进入 MBR 池， MBR 池分生化区和膜区两个区，生化 区池底布置与接触氧化池一致的橡胶可变中微孔膜管式曝气器，膜区设置 MBR 膜组件系统及配套的出水、反洗、清洗、吹扫、吊装等系统， MBR 膜区内的吹 扫（曝气）有两个用途，一是用于膜组件周围的气水振荡，保持膜表面清洁，二 是为提供生物降解所需要的氧气。 生物降解后的水在滤液自吸泵的抽提作用下通 过 MBR 膜组件，滤过液经由 MBR 集水管汇集送到监测池（或活性炭吸附罐） ， 通过膜的高效截留作用， 全部细菌及悬浮物均被截流在曝气池中， 可以有效截留 硝化菌，使硝化反应顺利进行， 有效去除氨氮； 同时可以截留难于降解的大分子 有机物，延长其在反应器中的停留时间，使之得到大限度的降解。 MBR 膜组 件下部设置的吹扫系统，吹扫抖动膜元件，以缓解膜元件周边的污泥累积， 剩余污泥通过膜区剩余污泥泵定期排出， 可控制系统内活性污泥的浓度及污泥龄。 同时为了保证 MBR 膜组件有良好的水通量，能持续、稳定地出水，设计采 用专有的清水反洗、化学反洗及化学清洗程序对膜组件进行定时清洗，MBR 池设置放空管， 用于调试及检修， 设消泡系统，供有泡沫产生时使用。

设备清单： 1 中空纤维膜 BT-20 帘 100 2 膜架 2200 ×1320 ×1920 个 2 3 膜导向架 根 4 MBR 膜池 4 吊车 T=3t 台 1 Q=21m3/h 5 产水泵 H=15m 台 2 一用一备 P=1.1kw  Q=21m3/h 6 反洗泵 H=15m 台 2 一用一备 P=1.1kw Q=65m3/h 7 循环回流泵 H=13m 台 2 一用一备 P=4kw Q=6.82m3/h 8 鼓风机 台 2 一用一备 N=7.5kw 。